Galería Fotográfica :: Loranca de Tajuña: Series Neógenas

Detalle en la que vemos las tobas de la terraza travertínica de la fotografía 193.

Génesis de las tobas carbonáticas

La formación viene explicada por el modelo de Thraikill (1968):

Las aguas meteóricas entran en contacto con una cobertera vegetal, lo que lleva a un aumento de la presión de CO₂ en el agua.

                                             (aCO3H2)
    CO2 + H2O <---> CO3H2     K1 = 10-1,5 => -------------- = 10-1,5 (1)
                                            (aCO2)(aH2O)
																						
																						
                                             (aCO3H)(aH+)
    CO3H2 <---> CO3H- + H+     K2 = 10-6,4 => -------------- = 10-6,4 (2)
                                              (aCO3H2)

El agua va a penetrar en las rocas, disolviendo las calizas, lo que lleva a un aumento de la concentración de iones de calcio (Ca⁺²).

                                             (aCO3=)(aH+)
    CO3H- <---> CO3= + H+     K3 = 10-10,2 => -------------- = 10-10,2 (3)
                                              (aCO3H-)

Tras atravesar la roca, el agua sale al exterior, siendo superior la presión de CO₂ en el agua que en el exterior, de forma que tiende a ponerse en equilibrio con el CO₂ de la atmósfera, así, se produce una pérdida de CO₂. Como la concentración de CO₂ pasa a estar sobresaturada, se produce la precipitación de carbonatos.

                                             (aCO3=)(aCa++)
    CO3Ca <---> CO3= + Ca++     K4 = 10-8,2 => -------------- = 10-8,2 (4)
                                              (aCO3Ca)

Si existen vegetales, los cristales se van a formar en ellos, originandose así las tobas de cascada. Si lo que tenemos es una surgencia del agua canalizada, se producen tobas de manto que se forman por la desgasificación progresiva del agua a favor del cauce.

Por otro lado, tenemos la neutralidad eléctrica:

     mCaHCO+3 + 2mCa++ + mH+ = mCO3H- + 2mCO=3 + MOH-

Suponiendo que el pH varía dentro de la neutralidad:

     mH+ = mOH- => 2mCa++ = mCO3H- + 2mCO=3 

al hacer esta suposición, la cantidad de CO⁼₃ frente a la de CO₃H^- es despreciable => 2mCa⁺⁺ = mCO₃H^- (5)

Se multiplica (2) por (1) y se sustituye en (5), tomando logaritmos se obtiene que:

pH = log a Ca⁺⁺ - log pCO₂ + 8,2 (6)

Si multiplicamos (1), (2) y (3), se sustitye aCO₃⁼ por el valor obtenido en (4) y el pH por el valor de (6)

log pCO₂ - 3 log a Ca⁺⁺ = 6,5

Existen otra serie de factores que influyen en la precipitación de los carbonatos, estos son la presión y la temperatura:

La temperatura influye de la siguiente forma: ΔF_o = -RT Ln K, de donde se infiere que ΔF_o es muy susceptible a los cambios de temperatura, de esta forma tenemos que:

                     ΔFo
            Ln K = -------
                     -RT

a continuación derivamos:

           dLn K       -1       d(ΔFo/T)       -ΔHo
         ---------- = ----- · ----------- = ----------
             dT         R         dT            T2

-ΔH_o es la entalpía, siendo menos sensible a los cambios de temperatura, siempre y cuando, estas variaciones sean pequeñas:

       dLn K       ΔHo                  ΔHo
      ------- = ---------- => dLnk = --------- dT
        dT         RT2                  RT2

si a continuación integramos:

                ΔHo           ΔHo        dt
    ∫dLnk = ---------- dT = ------- ∫ ------
                RT2            R         T2


                ΔHo
   = Ln K = - ------ + C  ;en forma decimal
                RT


             -ΔHo                                 Kcal/mol
   log K = ---------- + C ; donde  R = 1.99·10-3 -----------							
             2.303RT                                °K