Los cristales de calcita se forman en la superficie de cuerpos de agua en reposo, incluso cuando el agua en masa no está sobresaturada con respecto al carbonato de calcio . Los cristales crecen, se adhieren entre sí y parecen balsas flotantes de un material blanco y opaco. Los materiales flotantes han sido denominados balsas de calcita o "manchas de leopardo".
Se sabe que el carbonato de calcio precipita como cristales de calcita en agua sobresaturada con iones de calcio y carbonato . En condiciones de reposo, se pueden formar cristales de calcita en la superficie del agua cuando no existen condiciones de sobresaturación de carbonato de calcio en el agua a granel. El agua se evapora de la superficie y el dióxido de carbono se desgasifica de la capa superficial para crear una fina capa de agua con un pH alto y concentraciones de iones de calcio y carbonato muy por encima de la concentración de saturación del carbonato de calcio. Los cristales de calcita precipitan en este ambiente altamente localizado y se unen entre sí para formar lo que parecen ser balsas de un material blanco. [1]
Las micrografías electrónicas de barrido de balsas de calcita muestran cristales de calcita interconectados formados alrededor de los agujeros en la superficie de la balsa. Los agujeros pueden ser causados por burbujas de aire u otras materias extrañas en la superficie del agua. [2] Las micrografías de balsas de calcita muestran una estructura similar a un encaje. La tensión superficial del agua mantiene los cristales de calcita interconectados, que individualmente tienen un peso específico de 2,7, flotando en la superficie del agua.
Las balsas de calcita se forman más comúnmente en sistemas de cuevas de piedra caliza . Las cuevas de piedra caliza proporcionan un ambiente favorable debido al poco movimiento de aire y al agua que contiene concentraciones significativas de iones de calcio y carbonato. Se han encontrado evidencias de balsas de calcita en cuevas de piedra caliza de todo el mundo. [2] [3] [4] [5]
Se ha informado de un ejemplo de formación de balsas de calcita en un sistema fluvial alimentado por manantiales . [1]
En 2005, el Distrito de Agua del Valle de Carpinteria en Carpinteria, California , planteó preocupaciones sobre la calidad del agua cuando aparecieron "manchas de leopardo" de aproximadamente 5 a 10 cm. de diámetro apareció en la superficie del agua debajo de una cubierta de depósito de aluminio recién construida. El material flotante no se había observado cuando el depósito (13 millones de galones) estaba abierto a la atmósfera. La preocupación planteada fue que se estaba formando un precipitado metálico potencialmente tóxico en la superficie del agua debido al condensado que goteaba de la cubierta metálica. [6] [7]
Los análisis del agua encontraron que el agua en el depósito estaba saturada con respecto al carbonato de calcio pero no se formaron cristales de calcita en la solución a granel. El análisis de difracción de rayos X mostró que el material sólido flotante tenía más del 97 por ciento de calcita. Las micrografías electrónicas de barrido confirmaron que la forma del material cristalino era romboédrica, lo que es consistente con la formación de cristales de calcita. [6] [7]
Si bien el material flotante no era tóxico, se recomendó que se indujera el movimiento de la superficie del agua para evitar condiciones de reposo que eliminarían la condición primaria para la formación de balsas de calcita. [6] [7]
Se han observado microbalsas de calcita en gotas de solución de estalactitas de paja (soda) suspendidas debajo de estructuras de concreto. Estos depósitos secundarios que se forman fuera del entorno de la cueva , se conocen como calthemitas . [8] Se derivan del hormigón , la cal o el mortero, e imitan las formas y formas de los espeleotemas creados en las cuevas. [9] [8]
Las microbalsas que se forman en la superficie de los goteos de la solución de lixiviado hiperalcalino suelen tener un tamaño de aproximadamente 0,5 mm cuando son visibles a simple vista y aparecen en la superficie del goteo después de que ha estado suspendido durante más de ≈5 minutos. [8] La reacción química que crea las balsas involucra la absorción (difusión) de dióxido de carbono (CO 2 ) en solución desde la atmósfera y el carbonato de calcio (CaCO 3 ) precipita como balsas o se deposita como estalagmita , estalactita o piedra flotante . [9] Esta química es muy diferente a la que crea espeleotemas en las cuevas.
Los impulsos internos de agua desde la pajita (hacia la gota) y el movimiento del aire alrededor de la gota de solución suspendida pueden hacer que las balsas giren rápidamente alrededor de la superficie de la gota. [10] [11] [8] Si casi no hay movimiento de aire alrededor de la gota suspendida, luego de aproximadamente 12 minutos o más, las microbalsas pueden unirse y formar una red que cubra toda la superficie de la gota. [8] Si la gota de solución permanece demasiado tiempo en la pajita (≈ >30 minutos), puede calcificarse por completo y bloquear la punta de la pajita de calthemita . [8]
