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Lago de marga

Uno de los lagos de marga de Houghton Regis
Deposición de un lago de marga dentro de una lata de pintura protegida, tomada del lago Siseebakwet

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 .

Descripción

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]

Ecología

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]

Como registros de los cambios climáticos

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]

Explotación

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]

Referencias

  1. ^ Duston, Nina M.; Owen, Robert M.; Wilkinson, Bruce H. (diciembre de 1986). "Química del agua y observaciones sedimentológicas en el lago Littlefield, Michigan: implicaciones para la deposición de marga lacustre". Geología ambiental y ciencias del agua . 8 (4): 229–236. Bibcode :1986EnGeo...8..229D. doi :10.1007/BF02524950. S2CID  128421594.
  2. ^ abcde Pentecost, Allan (diciembre de 2009). "Los lagos de marga de las Islas Británicas". Freshwater Reviews . 2 (2): 167–197. doi :10.1608/FRJ-2.2.4. S2CID  86157620.
  3. ^ abc Murphy, David H.; Wilkinson, Bruce H. (abril de 1980). "Deposición de carbonatos y distribución de facies en un lago de marga del centro de Michigan". Sedimentología . 27 (2): 123–135. Bibcode :1980Sedim..27..123M. doi :10.1111/j.1365-3091.1980.tb01164.x. hdl : 2027.42/72142 .
  4. ^ ab Schelske, Claire L. (6 de abril de 1962). "Hierro, materia orgánica y otros factores que limitan la productividad primaria en un lago de marga". Science . 136 (3510): 45–46. Bibcode :1962Sci...136...45S. doi :10.1126/science.136.3510.45. PMID  17779784. S2CID  11987345.
  5. ^ abcd Wetzel, Robert G. (julio de 1970). "Tasas de producción recientes y postglaciales de un lago de margas". Limnología y Oceanografía . 15 (4): 491–503. Bibcode :1970LimOc..15..491W. doi : 10.4319/lo.1970.15.4.0491 .
  6. ^ Morgan, NC; Britton, R. (1977). "Aguas abiertas". En Ratcliff, D. (ed.). A Nature Conservation Review . Vol. 1. págs. 166-205. ISBN 9780521203296.
  7. ^ Ford, Derek (2017). "Little Limestone Lake: un hermoso lago de marga en la región de Interlake, Manitoba". Paisajes y formas del terreno del oeste de Canadá . Paisajes geomorfológicos del mundo: 123–129. doi :10.1007/978-3-319-44595-3_8. ISBN 978-3-319-44593-9.
  8. ^ ab Binkley, KL; Wilkinson, BH; Owen, RM (1980). "Cementación de rocas de playa vadosa a lo largo de un lago de marga del sureste de Michigan". Revista SEPM de investigación sedimentaria . 50 . doi :10.1306/212F7B30-2B24-11D7-8648000102C1865D.
  9. ^ Wilkinson, Bruce H.; Pope, Brian N.; Owen, Robert M. (noviembre de 1980). "Formación ooidea cercana a la costa en un lago de marga de la región templada moderna". Revista de geología . 88 (6): 697–704. Bibcode :1980JG.....88..697W. doi :10.1086/628555. S2CID  129376559.
  10. ^ Rech, Peter H.; Wetzel, Robert G.; Thuy, Nguyen (marzo de 1971). "Distribución, producción y función de los macrófitos acuáticos en un lago de marga del sur de Michigan". Biología de agua dulce . 1 (1): 3–21. doi :10.1111/j.1365-2427.1971.tb01543.x.
  11. ^ Otsuki, Akira; Wetzel, Robert G. (septiembre de 1972). "Coprecipitación de fosfato con carbonatos en un lago de marga". Limnología y Oceanografía . 17 (5): 763–767. Bibcode :1972LimOc..17..763O. doi : 10.4319/lo.1972.17.5.0763 .
  12. ^ Wilhelm, Mary Beth; Hewson, Ian (octubre de 2012). "Caracterización de conjuntos de cianobacterias de bioherma trombolítico en un lago de marga meromíctico (Fayetteville Green Lake, Nueva York)". Geomicrobiology Journal . 29 (8): 727–732. doi :10.1080/01490451.2011.619635. S2CID  85196621.
  13. ^ EPA Catchments Unit (28 de enero de 2020). "Lough Carra marl lake - protection one of Ireland's most unique and threated hábitats" (Lago de marga de Lough Carra: protección de uno de los hábitats más singulares y amenazados de Irlanda). Catchments.ie . Agencia de Protección Ambiental . Consultado el 16 de febrero de 2021 .
  14. ^ Wiik, Emma; Bennion, Helen; Sayer, Carl D.; Willby, Nigel J. (diciembre de 2013). "Respuestas químicas y biológicas de los lagos de marga a la eutrofización". Freshwater Reviews . 6 (2): 35–62. doi :10.1608/FRJ-6.2.630. S2CID  84602990.
  15. ^ Wiik, Emma; Bennion, Helen; Sayer, Carl D.; Davidson, Thomas A.; Clarke, Stewart J.; McGowan, Suzanne; Prentice, Stephen; Simpson, Gavin L.; Stone, Laura (12 de agosto de 2015). "El ir y venir de un lago de marga: la paleolimnología de indicadores múltiples revela un cambio ecológico abrupto y puntos de vista alternativos de las condiciones de referencia". Fronteras en ecología y evolución . 3 . doi : 10.3389/fevo.2015.00082 .
  16. ^ Street-Perrott, FA; Hales, PE; Perrott, RA; Fontes, JC; Switsur, VR; Pearson, A. (1993). "Paleolimnología del Cuaternario Tardío de un lago de marga tropical: el Gran Estanque de Wallywash, Jamaica". Revista de Paleolimnología . 9 (1): 3–22. Código Bibliográfico :1993JPall...9....3S. doi :10.1007/BF00680032. S2CID  128767587.
  17. ^ Jackson, Julia A., ed. (1997). "marl lake". Glosario de geología (cuarta edición). Alexandria, Virginia: American Geological Institute. ISBN 0922152349.