Un lago de marga es un tipo de lago alcalino cuyos sedimentos del fondo incluyen grandes depósitos de marga , una mezcla de minerales de arcilla y carbonato . El término se aplica en particular a lagos que han sido dragados o explotados en busca de marga, a menudo para la fabricación de cemento Portland .
Los lagos de marga se encuentran alrededor de los Grandes Lagos de América del Norte, en Gran Bretaña y en otras áreas que alguna vez estuvieron cubiertas por glaciares . Sustentan comunidades ecológicas distintivas que son vulnerables a los daños causados por la sedimentación , la contaminación por nutrientes , el drenaje y las especies invasoras .
Los lagos de marga se encuentran típicamente en áreas que han sufrido glaciares recientemente y a menudo llenan depresiones en forma de calderas dejadas por el derretimiento de los glaciares. [1] Su característica más distintiva es que depositan sedimentos ricos en carbonato de calcio . Más precisamente, un lago de marga es un lago en el que el carbonato de calcio constituye al menos el 50% del peso seco de la fracción inorgánica de los sedimentos superficiales. [2] En algunos lagos, los sedimentos son casi carbonato de calcio puro. [3]
El carbonato de calcio se precipita a partir del agua del lago que es alcalina, típicamente con un pH de 8,0 o mayor, [4] y tiene una alta concentración de iones divalentes y es baja en compuestos orgánicos disueltos. [5] La concentración de carbonato de calcio en el agua del lago generalmente supera los 100 mg por litro. [6] Los lagos de marga jóvenes a veces son visualmente impresionantes, con cristales suspendidos muy finos de carbonato de calcio que le dan al agua un color azul claro opaco. [7]
En Gran Bretaña, los lagos de marga son de origen glaciar y poco profundos (menos de 4 metros o 13 pies de profundidad). Están asociados con lechos rocosos carbonatados o lechos rocosos de la Old Red Sandstone . Su concentración de carbonato de calcio es de 140 mg/L, típica de las aguas subterráneas de piedra caliza templada. [2]
La precipitación de carbonato de calcio de los lagos de marga es una consecuencia de la eliminación de dióxido de carbono por fotosíntesis (particularmente por Chara , la hierba de piedra, que se cubre con calcita con bajo contenido de magnesio durante el verano [3] ) o desgasificación de agua subterránea saturada, [8] o como resultado del efecto del ion común . [2]
El lago Higgins, en el centro de Michigan, EE. UU., es el único lugar conocido de oolitos de agua dulce . Estos se encuentran en una franja estrecha entre una playa rica en sedimentos clásticos y aguas más profundas por debajo de la base de las olas. [9]
Los lagos de marga de la región superior de los Grandes Lagos tienen una productividad biológica muy baja . [5] Por lo general, son muy escasos en macrófitos (plantas y algas macroscópicas), y su productividad está dominada por una especie de macrófito, Scirpus subterminalis (junco de agua), que es responsable de un promedio del 79% de la biomasa total. Chara (hierba de piedra) representa el 12% de la biomasa, pero se limita a las partes más superficiales y protegidas del lago. Potamogeton (hierba de estanque) proporciona la mayor parte de la biomasa restante. [10]
Los lagos de marga suelen contener montes lacustres. Se cree que estos comienzan con parches delgados en el hielo de caldera original, que fueron colonizados por Najas , Potamogeton y Chara . Estos aumentaron localmente la tasa de deposición de sedimentos para construir los montes lacustres cerca de la superficie del lago. [5] Los lagos suelen estar rodeados de roca de playa compuesta de pisolitos cementados (concreciones de calcita) y conchas de gasterópodos. [8] Las laderas de roca de playa poco profundas están habitadas por Chara. [3]
Los lagos de marga británicos están dominados por Chara , que es la fuente de la marga. A diferencia de los lagos de marga de la región de los Grandes Lagos, tienen una rica comunidad de macrófitos emergentes y sumergidos. También albergan muchos gasterópodos y crustáceos . [2]
El hierro es un nutriente limitante en los lagos de marga, ya que es prácticamente insoluble en agua alcalina oxigenada. Para que esté disponible, debe estar quelado por materia orgánica. Pero como la productividad primaria es baja, la materia orgánica es escasa; esto significa que hay poca quelación del hierro, lo que mantiene baja la productividad primaria en un círculo vicioso. [4] El fosfato , otro nutriente esencial, se precipita junto con los carbonatos, lo que reduce aún más el suministro de nutrientes. [11]
Algunos lagos de marga son lagos meromícticos en los que el agua del fondo nunca se mezcla con el agua de la superficie. El lago Green, en Fayetteville, Nueva York , es un lago de marga meromíctico que contiene un bioherma trombolítico cianobacteriano . [12]
Los lagos de marga son ecológicamente importantes, [13] pero son vulnerables a daños por sedimentación , contaminación por nutrientes , drenaje y especies invasoras . Hasta cierto punto, el alto contenido de calcio del agua del lago de marga lo protege contra el fosfato, pero la comunidad ecológica nativa es sensible incluso a pequeños cambios en la química y la introducción de contaminación por nutrientes hace que el lago sea más hospitalario para las especies invasoras. [14] Finalmente, se alcanza un umbral en el que el lago pierde rápidamente sus características de marga y las plantas con flores reemplazan a Chara . [15] En Gran Bretaña, solo los lagos de marga de las partes más remotas del norte de Escocia probablemente permanecerán prístinos en el futuro cercano. Muchos son transitorios o eutróficos , y al menos la mitad de los de Gran Bretaña se han visto afectados por la contaminación por nutrientes. [2]
Los estanques de marga depositan sedimentos de forma constante que pueden datarse mediante el carbono-14 . También contienen indicadores del clima local. Por ejemplo, los sedimentos del lago Pretty en Indiana , EE. UU., contienen productos de degradación de la clorofila a partir de los cuales se puede estimar su historial de productividad biológica. Este registro muestra un pico de productividad durante la Era Boreal (hace entre 9 y 7.600 años) y otro pico hace unos 6000 años. [5]
El estanque Wallywash Great Pond en Jamaica es un inusual lago de marga tropical cuyos sedimentos también registran fluctuaciones climáticas. Los núcleos de los sedimentos del fondo muestran la deposición de margas durante períodos húmedos y niveles altos del mar; sedimentos ricos en materia orgánica durante intervalos de condiciones pantanosas; y lodo marrón calcáreo que sugiere períodos en los que el estanque era un lago efímero . Estos núcleos registran el clima desde el último interglacial , hace unos 120.000 años, hasta casi el presente. [16]
Los sedimentos ricos en carbonatos depositados por los lagos de marga son una mezcla de minerales de arcilla y carbonato, conocidos como marga . Los lagos de marga han sido dragados o explotados con frecuencia para extraer marga, que suele utilizarse para fabricar cemento Portland . [17]