¿Alguna vez has visto el momento en que surge un manantial termal? Agua caliente brota del suelo, y el vapor blanco se eleva. Esto es el resultado de un fenómeno asombroso que ocurre bajo tierra.
¿Cómo surge un manantial termal? ¿Qué sucede bajo tierra? Vamos a explicar su mecanismo.
Tres Condiciones para que Surja un Manantial Termal
Para que surja un manantial termal, se necesitan tres condiciones:
- Agua: La presencia de agua subterránea.
- Calor: Una fuente de calor que caliente el agua.
- Vía de escape: Un camino para que el agua llegue a la superficie.
Cuando estas tres condiciones se cumplen, surge un manantial termal.
Condición 1: Agua (Agua Subterránea)
La fuente de los manantiales termales es el agua de lluvia o el deshielo.
Cuando llueve, el agua se infiltra en el suelo. El agua que se infiltra profundamente se convierte en agua subterránea, que es la materia prima de los manantiales termales.
Japón es un país con mucha lluvia. La precipitación anual es aproximadamente el doble del promedio mundial. Esta abundante agua de lluvia produce abundantes manantiales termales.
Condición 2: Calor (Fuente de Calor)
Existen dos tipos de fuentes de calor que calientan el agua subterránea.
Fuente de Calor Volcánica (Magma)
Bajo los volcanes, hay magma. La temperatura del magma es de aproximadamente 800 a 1,200°C.
El magma calienta directamente el agua subterránea, o el vapor y los gases de alta temperatura liberados por el magma calientan el agua subterránea.
Muchos manantiales volcánicos se forman de esta manera. Son manantiales de alta temperatura y con alta concentración de minerales.
Fuente de Calor No Volcánica (Gradiente Geotérmico)
Incluso en regiones sin volcanes, surgen manantiales termales. La fuente de calor es el gradiente geotérmico.
El gradiente geotérmico es el fenómeno por el cual la temperatura aumenta a medida que se desciende en el subsuelo. En promedio, la temperatura aumenta aproximadamente 3°C por cada 100 metros de profundidad.
Es decir, a 1,000 metros de profundidad, la temperatura es aproximadamente 30°C más alta que en la superficie. A 2,000 metros, es aproximadamente 60°C más alta.
El agua subterránea que se infiltra profundamente se calienta por este gradiente geotérmico. Esto es lo que se conoce como manantiales no volcánicos.
Condición 3: Vía de Escape (Fallas y Grietas)
El agua subterránea calentada necesita un camino para llegar a la superficie.
Fallas y Grietas
Bajo tierra, hay fallas y grietas. Los terremotos y los movimientos de la corteza terrestre crean espacios en las rocas.
El agua subterránea calentada asciende a la superficie a través de estas fallas y grietas. Este es el punto de surgimiento del manantial termal.
Presión
El agua subterránea calentada tiene alta presión. Esta presión empuja el agua hacia la superficie.
Especialmente en los manantiales volcánicos, el vapor y los gases de alta temperatura y presión empujan el agua hacia arriba. Hay manantiales que brotan periódicamente, como los géiseres.
Mecanismo de Surgimiento de Manantiales Volcánicos
Vamos a explicar el mecanismo de surgimiento de los manantiales volcánicos paso a paso.
- Infiltración de Agua de Lluvia: El agua de lluvia se infiltra en el suelo y se convierte en agua subterránea.
- Calentamiento por Magma: El magma bajo el volcán calienta el agua subterránea.
- Disolución de Gases Volcánicos: Gases volcánicos como el sulfuro de hidrógeno y el dióxido de carbono se disuelven en el agua subterránea.
- Aumento de Presión: El agua subterránea calentada aumenta su presión.
- Surgimiento a través de Fallas y Grietas: El agua subterránea de alta presión brota a la superficie a través de fallas y grietas.
A través de este proceso, se forman los manantiales volcánicos.
Mecanismo de Surgimiento de Manantiales No Volcánicos
El mecanismo de surgimiento de los manantiales no volcánicos es ligeramente diferente.
- Infiltración Profunda de Agua de Lluvia: El agua de lluvia se infiltra a varios miles de metros bajo tierra.
- Calentamiento por Gradiente Geotérmico: En el subsuelo profundo, la temperatura aumenta por el gradiente geotérmico. El agua subterránea se calienta.
- Disolución de Componentes Subterráneos: Los componentes de las rocas y minerales subterráneos se disuelven en el agua subterránea.
- Ascenso Prolongado: El agua subterránea calentada asciende lentamente a través de fallas y grietas.
- Surgimiento a la Superficie: Después de cientos o miles de años, surge a la superficie.
Los manantiales no volcánicos tardan más tiempo en surgir que los volcánicos. Sin embargo, sus componentes no son menos concentrados.
Tipos de Manantiales
Existen varios patrones de surgimiento de manantiales.
Manantiales Artesianos
Manantiales que brotan naturalmente debido a la presión subterránea. No se necesita bomba.
Como el Yubatake en Kusatsu Onsen, que brota continuamente. Es el tipo de manantial más lujoso.
Manantiales Perforados
Manantiales donde se excava un pozo para extraer el agua subterránea.
Se perfora a profundidades de varios cientos a miles de metros. Se extrae con una bomba.
Géiseres
Manantiales que brotan a intervalos regulares.
El vapor se acumula bajo tierra, y cuando la presión aumenta, brota de golpe. El famoso "Old Faithful" en Yellowstone, EE.UU., es un ejemplo.
En Japón, hay géiseres en Beppu Onsen, en la prefectura de Oita.
Edad de los Manantiales
Los manantiales tienen "edad". Es el tiempo que tarda desde que el agua se infiltra en el subsuelo hasta que surge a la superficie.
Manantiales Volcánicos: De unos pocos años a varias décadas. Manantiales relativamente "jóvenes".
Manantiales No Volcánicos: De cientos a miles de años. Manantiales "antiguos".
Se cree que el "Kin-sen" de Arima Onsen es agua de mar de hace aproximadamente un millón de años que se calentó en el subsuelo. Es un manantial que ha tardado una cantidad de tiempo inimaginable en surgir.
Los Manantiales son Recursos Renovables
Los manantiales son recursos renovables.
Mientras el agua de lluvia y el deshielo continúen infiltrándose en el subsuelo, los manantiales seguirán surgiendo. Mientras continúe la actividad volcánica, los manantiales volcánicos seguirán surgiendo.
Sin embargo, es importante no extraer en exceso. Si el agua subterránea se agota, los manantiales también lo harán.
Si se gestionan adecuadamente, los manantiales pueden seguir surgiendo eternamente. Para proteger la cultura de los manantiales en Japón, se requiere un uso sostenible.
Escuchar el Sonido de los Manantiales
¿Alguna vez has escuchado el sonido de un manantial surgiendo?
El sonido de "gorgoteo" o "silbido". Este es el sonido del manantial surgiendo desde el subsuelo. Es el sonido del vapor y los gases de alta presión brotando junto con el agua.
Al escuchar este sonido, puedes sentir que el manantial está "vivo". Puedes experimentar el fenómeno que ocurre bajo tierra a través del sentido del oído.
Resumen
Un manantial termal es un fenómeno en el que el agua de lluvia se infiltra en el subsuelo, se calienta y surge a la superficie. El magma de los volcanes o el gradiente geotérmico calientan el agua subterránea.
Los manantiales volcánicos surgen en unos pocos años a varias décadas. Los manantiales no volcánicos tardan de cientos a miles de años en surgir.
Los manantiales son recursos renovables. Mientras el agua de lluvia siga infiltrándose en el subsuelo, los manantiales seguirán surgiendo. Si se gestionan adecuadamente, se pueden disfrutar eternamente.
Cuando veas un manantial surgiendo, recuerda el asombroso fenómeno que ocurre bajo tierra. Disfruta este regalo de la tierra de Japón con gratitud.
