Wikipedia

Serpentinita

A serpentinita é unha rocha composta predominantemente dun ou máis dos minerais do grupo da serpentina, cuxo nome se orixinou pola semellanza da textura da rocha coa da pel dunha serpe.[1] A serpentinita foi ás veces chamada serpentina ou rocha serpentina, especialmente en textos xeolóxicos vellos e noutros contextos culturais.[2][3][4][5][6] Pero a serpentina é un mineral ou grupo de minerais e a serpentinita é unha rocha metamórfica.

Serpentinita do val de Maurienne, Savoia, Alpes franceses
Mostra de serpentinita do Golden Gate National Recreation Area, California, Estados Unidos
Serpentinita cromítica (7,9 cm de longo), Provincia de Estiria, Austria. O protólito era unha peridotita dunita do manto superior do Proterozoico-Paleozoico temperán que foi metamorfizada moitas veces durante o Devoniano, Permiano e Mesozoico.
Serpentinita fortemente pregada dos Alpes austríacos. Detalle de 30×20 cm.

Formación e mineraloxía editar

A serpentina fórmase pola serpentinización case completa de rochas máficas a ultramáficas.[7] Pode formarse sempre que auga pobre en dióxido de carbono se infiltra en rochas ultamáficas.[8] Isto acontece nas dorsais mesooceánicas e no manto dos antearcos das zonas de subdución.[9][10]

A composición mineral final da serpentinita adoita estar dominada pola lizardita, crisótilo (dous minerais do subgrupo da serpentina) e magnetita (Fe
3O
4). A brucita (Mg(OH)
2) e a antigorita son menos comúns. A lizardita, crisótilo e antigorita teñen aproximadamente a fórmula Mg
3(Si
2O
5)(OH)
4 ou (Mg2+, Fe2+)
3Si
2O
5(OH)
4, pero difiren nos seus compoñentes menores e na súa forma.[9] Entre os minerais accesorios, presentes en pequenas cantidades, están a awaruíta, outros minerais metálicos nativos e minerais sulfurados.[11]

 
Ofiolita do Parque Nacional Gros Morne, Terra Nova. As ofiolitas caracterízanse por ter como un dos seus compoñentes a serpentinita.

Produción de hidróxeno editar

A reacción de serpentinización implica a transformación da fayalita (membro con Fe final da serie da olivina) pola auga en magnetita e cuarzo e tamén produce hidróxeno molecular H
2 segundo a seguinte reacción:

3 Fe
2SiO
4 + 2 H
2O → 2 Fe
3O
4 + 3 SiO
2 + 3 H
2

Esta reacción lembra moito á reacción de Schikorr, que tamén produce gas hidróxeno por oxidación de ións Fe2+ a Fe3+ polos protóns H+
 da auga. Dous H+
 redúcense despois a H
2.

3 Fe(OH)
2 → Fe
3O
4 + 2 H
2O + H
2

Na reacción de Schikorr, os dous H+
 reducidos a H
2 proceden de dous anións OH−
, despois transformados en dous anións óxido (O2−) incorporados directamente á rede cristalina da magnetita, mentres que o exceso de auga libérase na reacción como un subproduto.

O hidróxeno producido pola reacción de serpentinización é importante porque pode alimentar a actividade microbiana nos ambientes subsuperficiais profundos.

Chemineas hidrotermais e volcáns de barro editar

 
Unha espira branca de carbonato no campo hidrotermal da Cidade Perdida no Atlántico

As chemineas hidrotermais profundas localizadas en zonas de serpentinita preto do eixe das dorsais mesooceánicas lembran xeralmente as fumarolas negras localizadas en zonas de basalto, pero emiten moléculas de hidrocarburos complexas. O campo Rainbow situado na dorsal do Atlántico é un exemplo de ditas chemineas hidrotermais. A serpentinización por si soa non pode proporcionar a calor para que funcionen estas chemineas, as cales deben ser impulsadas principalmente polo magmatismo. Porén, o campo hidrotermal da Cidade Perdida, situado preto do eixe da dorsal mesoatlántica, pode funcionar impulsado só pola calor orixinada na serpentinización. As súas chemineas raramente son fumarolas negras, emiten fluídos relativamente fríos (de 40 a 75 °C) que son moi alcalinos, altos en magnesio e baixos en sulfuro de hidróxeno. Estas fumarolas negras constrúen chemineas moi grandes, de ata 60 m de altura, compostas de carbonatos e brucita. Unha próspera comunidade microbiana está asociada coas chemineas. Aínda que as propias chemineas non están compostas de serpentinita, están aloxadas en serpentinita que se estima se formou a unha temperatura duns 200 °C.[12] Os depósitos de sepiolita nas dorsais mesooceánicas puideron formarse por actividade hidrotermal impulsada pola serpentinita.[13] Porén, segue discutíndose se a sepertinización por si soa pode explicar o fluxo de calor do campo da Cidade Perdida.[12]

O antearco da zona de subdución das Marianas alberga grandes volcáns de barro de serpentinita, que expulsan barro de serpentinita que ascende por fallas desde o manto do antearco serpentinizado que está debaixo. O estudo destes volcáns de barro axuda a comprender os procesos de subdución, e os fluídos de elevado pH emitidos nos volcáns serven para manter unha comunidade microbiana.[14][10]

As fontes hidrotermais de serpentinita son un candidato a ser o tipo de ambiente no que se orixinou a vida na Terra.[14] A maioría das reaccións químicas necesarias para sintetizar acetil-CoA, esencial para as rutas bioquímicas básicas para a vida, teñen lugar durante a serpentinización.[15] As agrupacións de sulfuro-metal que activan moitos encimas lembran os minerais sulfurados formados durante a serpentinización.[16]

As perforacións experimentais realizadas nas capas de gabro da codia oceánica preto das dorsais oceánicas demostraron a presenza dunha poboación dispersa de bacterias que degradan hidrocarburos. Estes poden alimentarse de hidocarburos producidos por serpentinización das rochas ultramáficas que hai debaixo.[17][18]

Ecoloxía editar

 
Ecosistema de serpentinita no sur de Nova Caledonia.

Os solos situados sobre un basamento de serpentinita adoitan ser delgados e ás veces están ausentes. Son solos pobres en calcio e outros nutrientes importantes para a s plantas, pero ricos en elementos tóxicos para as plantas como o cromo e o níquel, polo que non son moi fértiles.[19] Algunhas especies de plantas, como Clarkia franciscana e certas especies de Arctostaphylos, están adaptadas a vivir sobre afloramentos de serpentinita. Porén, como os afloramentos de serpentinita son poucos e illados, as súas comunidades de plantas son illas ecolóxicas e estas especies distintivas están a miúdo moi en perigo.[20] Por outra parte, as comunidades de plantas adaptadas a vivir sobre afloramentos de serpentinita de Nova Caledonia resisten o desprazamento por especies introducidas que están pouco adaptadas a ese ambiente.[21]

O solo de serpentina está amplamente distribuído pola Terra, e en parte reflicte a distribución de ofiolitas e outras rochas que conteñen serpentina. [22] Hai afloramentos de solos de serpentina na península Balcánica, Turquía, a illa de Chipre, os Alpes, Cuba e Nova Caledonia. En América do Norte tamén hai solos de serpentina en áreas pequenas pero amplamente distribuídas na vertente oriental dos Montes Apalaches[23] no leste dos Estados Unidos, e nas cordilleiras do Pacífico de Oregón e California.[24]

Distribución editar

Notables lugares con presenza de serpentinita son as Minas Thetford, Quebec; o lago Valhalla, Nova Jersey; o condado de Gila, Arizona; o complexo Lizard, Lizard Point, Cornualla; e en localidades de Grecia, Italia e outras partes de Europa. En Galicia aparece no Complexo de Cabo Ortegal.[25] Notables ofiolitas que conteñen serpentinita son a ofiolita de Semail de Omán, a ofiolita de Troodos en Chipre, as ofiolitas de Terra Nova e o cinto de ofiolitas principal de Nova Guinea.[26]

Usos editar

Pedra decorativa na arquitectura e a arte editar

 
Copas de serpentinita de Zöblitz

Os minerais do grupo da serpentina teñen unha dureza de Mohs de 2,5 a 3,5, o que fai que a serpentinita sexa doada de gravar e tallar.[27] Graos de serpentinita máis altos en calcita, xunto con brechas formadas por serpentinita, como a verd antique utilizáronse historicamente como pedras decorativas polas súas cualidades parecidas ao mármore. O College Hall da Universidade de Pennsilvania, por exemplo, foi construído con serpentina. Fontes populares de serpentinita en Europa antes do contacto con América foron a rexión montañosa do Piemonte de Italia e Larissa, Grecia.[28] As serpentinitas utilízanse de moitas maneiras en arte e artesanía. Por exemplo, foi torneada en Zöblitz, Saxonia desde hai centos de anos.[29]

Ferramentas de pedra talladas, lámpadas de aceite Qulliq e esculturas inuit editar

Os Inuit e outros pobos indíxenas do Ártico e menos máis o sur usaron unha cunca tallada en serpentinita chamada lámpada qulliq ou kudlik con mecha, para queimar aceite ou graxa para quentarse, dar luz e cociñar. Os inuit facían con serpentinita ferramentas e máis recentemente tallas de animais para o comercio.[30]

  •  
    Morsa de serpentinita magnética.
  •  
    Vella inuit cun Qulliq, unha lámpada de aceite cerimonial feita de serpentinita.

Pedras de forno suízas editar

No Val d'Anniviers, Suíza atópase unha variedade de xisto de talco e clorita asociado coa serpentinita alpina que foi utilizado para facer o que alí chaman "pedras de forno" (en alemán Ofenstein), unha base de pedra tallada baixo unha cociña de ferro fundido.[31]

Escudo para neutróns en reactores nucleares editar

A serpentinita contén unha cantidade significativa de auga ligada, polo que contén abundantes átomos de hidróxeno capaces de desacelerar os neutróns por colisión elástica (proceso de termalización dos neutróns). Debido a isto, a serpentinita pode usarse como un recheo seco dentro de cubertas de aceiro nalgúns deseños de reactores nucleares. Por exemplo, na serie RBMK, como o de Chernóbil, foi utilizado como escudo para a radiación superior para protexer aos operarios dos neutróns que escapan.[32] A serpentina pode tamén engadirse como agregado a un formigón especial usado en protección de reactores nucleares para incrementar a densidade do formigón (de 2,6 g/cm3) e a súa sección eficaz de captura de neutróns.[33][34]

Secuestro de CO2 editar

Artigo principal: Secuestro de carbono.

Como absorbe facilmente dióxido de carbono, a serpentinita pode usarse para o secuestro de dióxido de carbono atmosférico.[35] Para acelerar a reacción, debe facerse reaccionar a serpentinita co dióxido de carbono a altas temperaturas en reactores de carbonatación. O dióxido de carbono pode tamén facerse reaccionar con residuos de minas alcalinos procedentes de depósitos de serpentina, ou o dióxido de carbono pode ser inxectado directamente baixo terra en formacións de serpentinita.[36] Tamén se pode usar a serpentinita como fonte de magnesio xunto con celas electrolíticas para o limpado de CO2.[37]

Referencias culturais editar

É a rocha oficial e emblema litolóxico do estado de California.[3] En 2010, fíxose unha proposta de lei que retiraría ese status á serpentinita debido a que pode conter crisótilo, o cal pode orixinar o nocivo asbesto.[38] Pero atopou a oposición dalgúns xeólogos californianos que sinalaron que o crisótilo presente non é perigoso a non ser que sexa mobilizado no aire como po.[39]

Notas editar

  1. ↑ Schoenherr, Allan A. (2017-07-11). A Natural History of California: Second Edition. Univ of California Press. pp. 35–. ISBN 9780520295117. Consultado o 6 de maio de 2017. 
  2. ↑ "serpentine". Merriam-Webster.com Dictionary. Merriam-Webster. Consultado o 6 de marzo de 2022. 
  3. ↑ 3,0 3,1 California Government Code § 425.2; see "CA Codes (Gov:420-429.8)". Arquivado dende o orixinal o 28 de xuño de 2009. Consultado o 2009-12-24. 
  4. ↑ Oakeshott, G.B. (1968). "Diapiric Structures in Diablo Range, California". AAPG Special Volume M8:Diapirism and Diapirs 153: 228–243. 
  5. ↑ Flett, J.S. (1913). "The geology of the lizard". Proceedings of the Geologists' Association 24 (3): 118–133. doi:10.1016/S0016-7878(13)80008-9. 
  6. ↑ González-Mancera, G.; Ortega-Gutiérrez, F.; Nava, N.E.; Arriola, H.S. (2003). "Mössbauer Study of Serpentine Minerals in the Ultramafic Body of Tehuitzingo, Southern Mexico". Hyperfine Interactions 148 (1–4): 61–71. Bibcode:2003HyInt.148...61G. doi:10.1023/B:HYPE.0000003765.32151.3b. 
  7. ↑ "Introduction to Mineralogy and Petrology". ScienceDirect (en inglés). Consultado o 2022-11-20. 
  8. ↑ Moody 1976, p. 136.
  9. ↑ 9,0 9,1 Roberts, B. A.; Proctor, J. (2012-12-06). The Ecology of Areas with Serpentinized Rocks: A World View (en inglés). Springer Science & Business Media. p. 8. ISBN 978-94-011-3722-5. 
  10. ↑ 10,0 10,1 Albers, Elmar; Bach, Wolfgang; Pérez-Gussinyé, Marta; McCammon, Catherine; Frederichs, Thomas (2021). "Serpentinization-Driven H2 Production From Continental Break-Up to Mid-Ocean Ridge Spreading: Unexpected High Rates at the West Iberia Margin". Frontiers in Earth Science 9. ISSN 2296-6463. doi:10.3389/feart.2021.673063. 
  11. ↑ Moody, Judith B. (abril de 1976). "Serpentinization: a review". Lithos 9 (2): 125–138. Bibcode:1976Litho...9..125M. doi:10.1016/0024-4937(76)90030-X. 
  12. ↑ 12,0 12,1 Allen, Douglas E.; Seyfried, W.E. (marzo de 2004). "Serpentinization and heat generation: constraints from Lost City and Rainbow hydrothermal systems 1 1Associate editor: J. C. Alt". Geochimica et Cosmochimica Acta 68 (6): 1347–1354. doi:10.1016/j.gca.2003.09.003. 
  13. ↑ Mével, Catherine (setembro de 2003). "Serpentinization of abyssal peridotites at mid-ocean ridges". Comptes Rendus Geoscience 335 (10–11): 825–852. Bibcode:2003CRGeo.335..825M. doi:10.1016/j.crte.2003.08.006. 
  14. ↑ 14,0 14,1 Fryer, Patricia (15 de xaneiro de 2012). "Serpentinite Mud Volcanism: Observations, Processes, and Implications". Annual Review of Marine Science (en inglés) 4 (1): 345–373. Bibcode:2012ARMS....4..345F. ISSN 1941-1405. PMID 22457979. doi:10.1146/annurev-marine-120710-100922. 
  15. ↑ Martin, William; Russell, Michael J (29 de outubro de 2007). "On the origin of biochemistry at an alkaline hydrothermal vent". Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 362 (1486): 1887–1926. PMC 2442388. PMID 17255002. doi:10.1098/rstb.2006.1881. 
  16. ↑ McCollom, T. M.; Seewald, J. S. (1 de abril de 2013). "Serpentinites, Hydrogen, and Life". Elements 9 (2): 129–134. doi:10.2113/gselements.9.2.129. Consultado o 5 de setembro de 2021. 
  17. ↑ Mason, Olivia U.; Nakagawa, Tatsunori; Rosner, Martin; Van Nostrand, Joy D.; Zhou, Jizhong; Maruyama, Akihiko; Fisk, Martin R.; Giovannoni, Stephen J. (5 de novembro de 2010). "First Investigation of the Microbiology of the Deepest Layer of Ocean Crust". PLOS ONE 5 (11): e15399. Bibcode:2010PLoSO...515399M. PMC 2974637. PMID 21079766. doi:10.1371/journal.pone.0015399. 
  18. ↑ Marshall, Michael (17 de novembro de 2010). "Life is found in deepest layer of Earth's crust". New Scientist. Consultado o 3 de decembro de 2021. 
  19. ↑ "CVO Website - Serpentine and serpentinite" Arquivado 19 de outubro de 2011 en Wayback Machine., USGS/NPS Geology in the Parks Website, setembro de 2001, consultado o 27 de febreiro de 2011.
  20. ↑ "Serpentinite". Presidio of San Francisco. National Park Service. Consultado o 3 de setembro de 2021. 
  21. ↑ "La flore de Nouvelle-Calédonie – Première partie". Futura-sciences.com. 2004-08-18. Consultado o 2013-01-30. 
  22. ↑ "Serpentine Geoecology of Western Morth America. Serpentine Soil Distributions and Environmental Influences". academic.oup.com. Consultado o 2022-11-20. 
  23. ↑ Dann, Kevin T. (1988). Traces on the Appalachians: A Natural History of Serpentine in Eastern North America. New Brunswick: Rutgers University Press. ISBN 0-8135-1323-5. 
  24. ↑ Anderson, Roger C., et al., Savannas, Barrens, and Rock Outcrop Plant Communities of North America, Ch. 19, Cambridge University Press, 1999, ISBN 0-521-57322-X
  25. ↑ Sinkankas, John (1964). Mineralogy for amateurs. Princeton, N.J.: Van Nostrand. pp. 149–480. ISBN 0442276249. 
  26. ↑ Philpotts & Ague 2009, p. 371.
  27. ↑ Nesse, William D. (2000). Introduction to mineralogy. New York: Oxford University Press. p. 239. ISBN 9780195106916. 
  28. ↑ Ashurst, John. Dimes, Francis G. Conservation of building and decorative stone. Elsevier Butterworth-Heinemann, 1990, p. 51.
  29. ↑ Eva Maria Hoyer: Sächsischer Serpentin: ein Stein und seine Verwendung. Edition Leipzig, Leipzig 1996, pp. 20–22.
  30. ↑ Kerr, A.; Squires, G.C. "Serpentinites and associated rock types near Hopedale, Nunatsiavut: Potential for artisanal carving-stone resources" (PDF). Geological Survey Report (Newfoundland and Labrador Department of Natural Resources) 19 (1): 39–57. Consultado o 3 de setembro de 2021. 
  31. ↑ Talcose-schist from Canton Valais. By Thomags Bonney, (Geol. Mag., 1897, N.S., [iv], 4, 110--116) abstract
  32. ↑ Lithuanian Energy Institute (2011-05-28). "Design of structures, components, equipments and systems". Ignalina Source Book. Arquivado dende o orixinal o 9 de outubro de 2011. Consultado o 2011-05-28. 
  33. ↑ Aminian, A.; Nematollahi, M.R.; Haddad, K.; Mehdizadeh, S. (3–8 de xuño de 2007). Determination of shielding parameters for different types of concretes by Monte Carlo methods (PDF). ICENES 2007: International Conference on Emerging Nuclear Energy Systems. Session 12B: Radiation effects. Istanbul, Turkey. p. 7. Arquivado dende o orixinal (PDF) o 3 de marzo de 2016. Consultado o 28 de maio de 2011. 
  34. ↑ Abulfaraj, Waleed H.; Salah M. Kamal (1994). "Evaluation of ilmenite serpentine concrete and ordinary concrete as nuclear reactor shielding". Radiation Physics and Chemistry 44 (1–2): 139–148. Bibcode:1994RaPC...44..139A. ISSN 0969-806X. doi:10.1016/0969-806X(94)90120-1. 
  35. ↑ Farhang, F.; Oliver, T.K.; Rayson, M.S.; Brent, G.F.; Molloy, T.S.; Stockenhuber, M.; Kennedy, E.M. (marzo de 2019). "Dissolution of heat activated serpentine for CO2 sequestration: The effect of silica precipitation at different temperature and pH values". Journal of CO2 Utilization 30: 123–129. doi:10.1016/j.jcou.2019.01.009. 
  36. ↑ Power, I. M.; Wilson, S. A.; Dipple, G. M. (1 de abril de 2013). "Serpentinite Carbonation for CO2 Sequestration". Elements 9 (2): 115–121. doi:10.2113/gselements.9.2.115. 
  37. ↑ Li, Wenzhi; Li, Wen; Li, Baoqing; Bai, Zongqing (febreiro de 2009). "Electrolysis and heat pretreatment methods to promote CO2 sequestration by mineral carbonation". Chemical Engineering Research and Design (en inglés) 87 (2): 210–215. doi:10.1016/j.cherd.2008.08.001. 
  38. ↑ Fimrite, Peter (16 de xullo de 2010). "Geologists protest bill to remove state rock". San Francisco Chronicle. Consultado o 17 de abril de 2018. 
  39. ↑ Frazell, Julie; Elkins, Rachel; O'Geen, Anthony; Reynolds, Robert; Meyers, James. "Facts about Serpentine Rock and Soil Containing Asbestos in California" (PDF). ANR Catalog. University of California Division of Agriculture and Natural Resources. Consultado o 17 de abril de 2018. 

Véxase tamén editar

Ligazóns externas editar

Traído desde «https://gl.wikipedia.org/w/index.php?title=Serpentinita&oldid=6363657»