Primavera quente
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Definições
Não existe uma definição universalmente aceita de uma fonte termal. Por exemplo, pode -se encontrar a frase hot sant definida como
any spring heated by geothermal activitya spring with water temperatures above its surroundingsa natural spring with water temperature above human body temperature (normally about 37 °C (99 °F))
O termo relacionado "mola quente" é definido como uma mola com temperatura da água menor que uma fonte termal por muitas fontes, embora Pentecostes et al. (2003) sugerem que a frase "mola quente" não é útil e deve ser evitada. O Data Centre Geofísico dos EUA NOAA define uma "mola quente" como uma mola com água entre 20 e 50 ° C (68 e 122 ° F).
Fontes de calor
A água emitida de uma fonte termal é aquecida geotérmica, isto é, com o calor produzido a partir do manto da Terra. Isso ocorre de duas maneiras. Em áreas de alta atividade vulcânica, o magma (rocha derretida) pode estar presente em profundidades rasas na crosta terrestre. As águas subterrâneas são aquecidas por esses corpos de magma rasos e sobem à superfície para emergir em uma fonte termal. No entanto, mesmo em áreas que não experimentam atividade vulcânica, a temperatura das rochas dentro da Terra aumenta com a profundidade. A taxa de aumento da temperatura com a profundidade é conhecida como gradiente geotérmico. Se a água percolar profundamente o suficiente na crosta, ela será aquecida à medida que entrar em contato com a rocha quente. Isso geralmente ocorre ao longo de falhas, onde camas de rocha quebradas fornecem caminhos fáceis para a água circular para profundidades maiores.
Grande parte do calor é criada pela decomposição de elementos naturalmente radioativos. Estima -se que 45 a 90 % do calor escape da Terra se origina da decaimento radioativo de elementos localizados principalmente no manto. Os principais isótopos produtores de calor na Terra são o potássio-40, urânio-238, urânio-235 e tório-232. Em áreas sem atividade vulcânica, esse calor flui através da crosta por um processo lento de condução térmica, mas em áreas vulcânicas, o calor é transportado para a superfície mais rapidamente pelos corpos do magma.
Uma fonte termal que periodicamente os jatos água e o vapor é chamado de gêiserer. Em zonas vulcânicas ativas, como o Parque Nacional de Yellowstone, o magma pode estar presente em profundidades rasas. Se uma fonte termal estiver conectada a uma grande cisterna natural próxima a um corpo de magma, o magma poderá superaquecer a água na cisterna, elevando sua temperatura acima do ponto de ebulição normal. A água não ferverá imediatamente, porque o peso da coluna de água acima da cisterna pressuriza a cisterna e suprime a ebulição. No entanto, à medida que a água superaquecida se expande, parte da água emergirá na superfície, reduzindo a pressão na cisterna. Isso permite que um pouco da água da cisterna pisque no vapor, o que força mais água da fonte termal. Isso leva a uma condição fugitiva na qual uma quantidade considerável de água e vapor é ejetada à força da fonte termal quando a cisterna é esvaziada. A cisterna reabastece com água mais fria e o ciclo se repete.
Os gêiseres exigem uma cisterna natural e uma fonte abundante de água mais fria para reabastecer a cisterna após cada erupção do gêiseador. Se o suprimento de água for menos abundante, para que a água seja fervida o mais rápido que pode acumular e atingir apenas a superfície na forma de vapor, o resultado é um fumarol. Se a água é misturada com lama e argila, o resultado é uma panela de lama.
Um exemplo de uma primavera quente não vulcânica são as fontes quentes, a Geórgia (frequentada por seus efeitos terapêuticos pelo presidente paraplégico dos EUA, Franklin D. Roosevelt, que construiu a pequena Casa Branca lá). Aqui, a água subterrânea se origina como chuva e neve (água meteórica) caindo nas montanhas próximas, o que penetra em uma formação específica (quartzito de Hollis) a uma profundidade de 3.000 pés (910 m) e é aquecida pelo gradiente geotérmico normal.
Química
Como a água aquecida pode conter mais sólidos dissolvidos do que água fria, a água que os problemas de fontes termais geralmente tem um conteúdo mineral muito alto, contendo tudo, desde cálcio a lítio e até rádio. A química geral das fontes termais varia de cloreto alcalino a sulfato ácido a bicarbonato a rico em ferro, cada um dos quais define um membro final de uma gama de possíveis químicas terminais.
As fontes termais de cloreto alcalino são alimentadas por fluidos hidrotérmicos que se formam quando as águas subterrâneas contendo sais de cloreto dissolvido reagem com rochas de silicato a alta temperatura. Essas fontes têm pH quase neutro, mas são saturadas com sílica (SiO2). A solubilidade da sílica depende fortemente da temperatura; portanto, após o resfriamento, a sílica é depositada como geiserita, uma forma de opala (Opal-A: SiO2 · NH2O). Esse processo é lento o suficiente para que a geyserita não seja depositada imediatamente ao redor da ventilação, mas tende a construir uma plataforma baixa e ampla por uma distância em torno da abertura da primavera.
As fontes termais de sulfato ácido são alimentadas por líquidos hidrotérmicos ricos em sulfeto de hidrogênio (H2S), que é oxidado para formar ácido sulfúrico, H2SO4. O pH dos fluidos é assim reduzido para valores tão baixos quanto 0,8. O ácido reage com a rocha para alterá -la para minerais argilosos, minerais de óxido e um resíduo de sílica.
As fontes termais de bicarbonato são alimentadas por fluidos hidrotérmicos que se formam quando o dióxido de carbono (CO2) e as águas subterrâneas reagem com rochas carbonatadas. Quando os fluidos atingem a superfície, o CO2 é rapidamente perdido e os minerais de carbonato precipitam como travertino, de modo que as fontes termais de bicarbonato tendem a formar estruturas de alto relevo ao redor de suas aberturas.
As molas ricas em ferro são caracterizadas pela presença de comunidades microbianas que produzem aglomerados de ferro oxidado a partir de ferro nos fluidos hidrotérmicos que alimentam a mola.
Algumas fontes termais produzem fluidos intermediários em química entre esses extremos. Por exemplo, as fontes terminadas de cloreto de ácido-sulfato de ácido são intermediárias entre sulfato ácido e molas de cloreto de alcalina e podem se formar através da mistura de sulfato ácido e fluidos de cloreto de alcalina. Eles depositam geyserita, mas em quantidades menores que as molas de cloreto alcalino.
Taxas de fluxo
As fontes termais variam em vazão, desde as minúsculas "infiltrações" até os verdadeiros rios de água quente. Às vezes, há pressão suficiente para que a água atire em um gêiseador ou fonte.
Fontes termais de alto fluxo
Existem muitas reivindicações na literatura sobre as taxas de fluxo de fontes termais. Existem muito mais fontes não térmicas de alto fluxo do que as molas geotérmicas. As molas com altas taxas de fluxo incluem:
The Dalhousie Springs complex in Australia had a peak total flow of more than 23,000 liters/second in 1915, giving the average spring in the complex an output of more than 325 liters/second. This has been reduced now to a peak total flow of 17,370 liters/second so the average spring has a peak output of about 250 liters/second.
Ecossistemas de fonte termal
As fontes termais geralmente hospedam comunidades de microorganismos adaptados à vida em água quente e cheia de minerais. Estes incluem termofilos, que são um tipo de extremófilo que prospera em altas temperaturas, entre 45 e 80 ° C (113 e 176 ° F). Além da ventilação, onde a água teve tempo de esfriar e precipitar parte de sua carga mineral, as condições favorecem os organismos adaptados a condições menos extremas. Isso produz uma sucessão de comunidades microbianas à medida que se afasta da ventilação, que em alguns aspectos se assemelha aos estágios sucessivos da evolução do início da vida.
Por exemplo, em uma fonte termal de bicarbonato, a comunidade de organismos imediatamente ao redor da ventilação é dominada por bactérias termofílicas filamentosas, como aquifex e outros aquíticos, que oxidam o sulfeto e o hidrogênio para obter energia para seus processos de vida. Além da ventilação, onde as temperaturas da água caíram abaixo de 60 ° C (140 ° F), a superfície é coberta com tapetes microbianos com 1 centímetros (0,39 pol) de espessura dominada por cianobactérias, como espirulina, oscilatoria e sinechococcus e e sinechococos e bactérias verdes de enxofre, como cloroflexus. Esses organismos são todos capazes de fotossíntese, embora as bactérias verdes de enxofre produzam enxofre em vez de oxigênio durante a fotossíntese. Ainda mais longe da ventilação, onde as temperaturas caem abaixo de 45 ° C (113 ° F), as condições são favoráveis para uma comunidade complexa de microorganismos que inclui espirulina, calotrix, diatomáceas e outros eucariotos de célula única e insetos e protozoários. À medida que as temperaturas caem perto das do ambiente, plantas mais altas aparecem.
As fontes termais de cloreto de alcalina mostram uma sucessão semelhante de comunidades de organismos, com várias bactérias termofílicas e archaea nas partes mais quentes da ventilação. As fontes termais de sulfato ácido mostram uma sucessão um pouco diferente de microorganismos, dominada por algas tolerantes a ácido (como membros de cianidiophyceae), fungos e diatomáceas. As fontes termais ricas em ferro contêm comunidades de organismos fotossintéticos que oxidam o ferro reduzido (ferroso) a ferro oxidado (férrico).
As fontes termais são uma fonte confiável de água que fornece um ambiente químico rico. Isso inclui espécies químicas reduzidas que os microorganismos podem oxidar como fonte de energia. Em contraste com "fumantes pretos" (aberturas hidrotérmicas no fundo do oceano), as fontes termais produzem líquidos a temperaturas menos extremas e experimentam ciclos de umedecimento e secagem que promovem a formação de moléculas orgânicas simples. Por essas razões, foi levantada a hipótese de que as fontes termais podem ser o local de origem da vida na Terra.
Usos humanos
As fontes termais são apreciadas por seres humanos há milhares de anos. Até os macacos, que são primatas não humanos, são conhecidos por estenderam sua faixa norte ao Japão, usando fontes termais para se proteger do estresse frio. Os banheiros de primavera quente (Onsen) estão em uso no Japão há pelo menos dois mil anos, tradicionalmente para limpeza e relaxamento, mas cada vez mais por seu valor terapêutico. Na era homérica da Grécia (ca. 1000 aC), os banhos eram principalmente para higiene, mas na época de Hipócrates (ca. 460 aC), as fontes termais foram creditadas com o poder de cura. A popularidade das fontes termais flutuou ao longo dos séculos desde então, mas agora são populares em todo o mundo.
Usos terapêuticos
Devido ao folclore e ao valor médico reivindicado atribuído a algumas fontes termais, eles geralmente são destinos turísticos populares e locais para clínicas de reabilitação para pessoas com deficiência. No entanto, a base científica para o banho terapêutica em fontes termais é incerta. A terapia de banho quente para envenenamento por chumbo era comum e supostamente muito bem -sucedida nos séculos XVIII e XIX, e pode ter sido devida à diurese (aumento da produção de urina) de sentar -se em água quente, que aumentou a excreção de chumbo; melhor comida e isolamento de fontes de chumbo; e aumento da ingestão de cálcio e ferro. Melhoria significativa em pacientes com artrite reumatóide e espondilite anquilosante foram relatados em estudos de terapia de spa, mas esses estudos têm problemas metodológicos, como a impraticalidade óbvia de estudos controlados por placebo (nos quais um paciente não sabe se está recebendo a terapia ). Como resultado, a eficácia terapêutica da terapia da fonte termal permanece incerta.
Precauções
As fontes termais em áreas vulcânicas geralmente estão no ponto de ebulição ou perto do ponto de ebulição. As pessoas foram seriamente escaldadas e até mortas por entrando acidentalmente ou intencionalmente nessas fontes.
Alguns microbiota de fontes termais são infecciosas para os seres humanos:
Naegleria fowleri, an excavate amoeba, lives in warm unsalted waters worldwide and causes a fatal meningitis should the organisms enter the nose.Acanthamoeba also can spread through hot springs, according to the US Centers for Disease Control - The organisms enter through the eyes or via an open wound.Legionella bacteria have been spread through hot springs.Neisseria gonorrhoeae was reported to have very likely been acquired from bathing in a hot spring according to one case study, with the near-body temperature, slightly acidic, isotonic, organic matter-containing waters thought to facilitate the survival of the pathogen.Etiqueta
Os costumes e práticas observados diferem dependendo da fonte termal. É prática comum que os banhistas devem lavar antes de entrar na água para não contaminar a água (com/sem sabão). Em muitos países, como o Japão, é necessário entrar na fonte termal sem roupas, incluindo roupas de banho. Muitas vezes, existem diferentes instalações ou horários para homens e mulheres, mas existem onsen misto. Em alguns países, se for uma fonte termal pública, é necessária uma roupa de banho.
Exemplos
Existem fontes termais em muitos lugares e em todos os continentes do mundo. Os países conhecidos por suas fontes termais incluem China, Costa Rica, Islândia, Irã, Japão, Nova Zelândia, Brasil, Peru, Taiwan, Turquia e Estados Unidos, mas também existem fontes termais em muitos outros lugares:
Widely renowned since a chemistry professor's report in 1918 classified them as one of the world's most electrolytic mineral waters, the Rio Hondo Hot Springs in northern Argentina have become among the most visited on earth. The Cacheuta Spa is another famous hot springs in Argentina.The springs in Europe with the highest temperatures are located in France, in a small village named Chaudes-Aigues.[citation needed] Located at the heart of the French volcanic region Auvergne, the thirty natural hot springs of Chaudes-Aigues have temperatures ranging from 45 °C (113 °F) to more than 80 °C (176 °F). The hottest one, the "Source du Par", has a temperature of 82 °C (180 °F). The hot waters running under the village have provided heat for the houses and for the church since the 14th Century. Chaudes-Aigues (Cantal, France) is a spa town known since the Roman Empire for the treatment of rheumatism.Carbonate aquifers in foreland tectonic settings can host important thermal springs although located in areas commonly not characterised by regional high heat flow values. In these cases, when thermal springs are located close or along the coastlines, the subaerial and/or submarine thermal springs constitute the outflow of marine groundwater, flowing through localised fractures and karstic rock-volumes. This is the case of springs occurring along the south-easternmost portion of the Apulia region (Southern Italy) where few sulphurous and warm waters (22–33 °C (72–91 °F)) outflow in partially submerged caves located along the Adriatic coast, thus supplying the historical spas of Santa Cesarea Terme. These springs are known from ancient times (Aristotele in III Century BC) and the physical-chemical features of their thermal waters resulted to be partly influenced by the sea level variations.One of the potential geothermal energy reservoirs in India is the Tattapani thermal springs of Madhya Pradesh.The silica-rich deposits found in Nili Patera, the volcanic caldera in Syrtis Major, Mars, are thought to be the remains of an extinct hot spring system.Veja também
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