¿Cómo se formaron las columnas de los «órganos de basalto»?

Esta fotografía muestra columnas de basalto. Se puede encontrar en todo el mundo, donde los flujos de magma emitidos por los volcanes se han solidificado y enfriado. Estas espectaculares y fascinantes estructuras han sido y siguen siendo objeto de numerosos estudios, tanto para su caracterización en campo y en laboratorio, como para su modelado físico-químico y matemático.

Un ejemplo bien conocido es el de Pavimento de los gigantes En Irlanda. En este lugar, como en otros también, se pueden ver las columnas de los órganos, pero también la estructura seccional y, por tanto, el interior de cada columna hexagonal de basalto. Esto ayuda a comprender mejor cómo se forman estas magníficas estructuras.

De hecho, la explicación más común para la formación de columnas de basalto es la de «contracción térmica». Cuando el basalto sube de las profundidades de la corteza terrestre, la masa sólida se enfría: todavía está caliente, aún no estructurada, pero ya solidificada. Entonces el material se contrae y aparecen fracturas por contracción y forman los contornos rectos de los diferentes hexágonos. La analogía que se presenta es la del barro seco que se retrae y deja al descubierto las tejas poligonales. Los órganos crecen perpendiculares a los bordes de los flujos de lava y paralelos a los gradientes térmicos.

Pero esta explicación no es suficiente para todas las observaciones: en el corte de las columnas hexagonales, a veces se ve un diseño circular. También pueden darse estructuras que irradien desde el centro, respetando también una simetría cilíndrica.

Calzada del Gigante Columnar Basaltos, Irlanda del Norte – Larah Vidotto / Pixabay

Cuando las estructuras de pequeña escala permiten entender las de gran escala

¿Cómo explicar estas estructuras circulares y radiadas? Muestran una estructuración interna temprana de la masa sólida, contradiciendo la suposición de contracción de una masa sólida homogénea.

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La ciencia de los materiales proporciona pistas valiosas. De hecho, los metalúrgicos que se especializan en la solidificación de aleaciones metálicas observan estructuras columnares análogas en sus lingotes. Bajo condiciones particulares de gradiente térmico, la interfase entre el líquido y el sólido presenta “fingerings”: dedos de sólido que se desarrollan y avanzan en el líquido. Terminan soldándose entre sí, que es lo que hace que aparezcan los órganos. La posible contracción térmica posterior de la masa sólida puede, según el caso, separar los prismas previamente formados.

El mecanismo de tipificación anterior puede actuar en el caso del prisma de rocas volcánicas: permite explicar las estructuras circulares y radiadas, así como la gran organización de los flujos donde pueden actuar los dos mecanismos (contracción/tipificación), y, finalmente , para dar cuenta de los caracteres de órganos muy especiales descubierto en la pila de escoria Ricamarie cerca de Saint-Étienne, donde los restos de carbón se quemaron en arenisca y arcilla y formaron magma.

Este análisis fue escrito por Bernard Guy, profesor-investigador de la escuela Mines Saint-Etienne – Institut Mines-Télécom.
El artículo original fue publicado en el sitio web de La conversación.

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