Serpentinita

A serpentinita é unha rocha composta predominantemente dun ou máis dos minerais do grupo da serpentina, cuxo nome se orixinou pola semellanza da textura da rocha coa da pel dunha serpe.^[1] A serpentinita foi ás veces chamada serpentina ou rocha serpentina, especialmente en textos xeolóxicos vellos e noutros contextos culturais.^{[2][3][4][5][6]} Pero a serpentina é un mineral ou grupo de minerais e a serpentinita é unha rocha metamórfica.

A serpentina fórmase pola serpentinización case completa de rochas máficas a ultramáficas.^[7] Pode formarse sempre que auga pobre en dióxido de carbono se infiltra en rochas ultamáficas.^[8] Isto acontece nas dorsais mesooceánicas e no manto dos antearcos das zonas de subdución.^[9][10]

A composición mineral final da serpentinita adoita estar dominada pola lizardita, crisótilo (dous minerais do subgrupo da serpentina) e magnetita (Fe
3O
4). A brucita (Mg(OH)
2) e a antigorita son menos comúns. A lizardita, crisótilo e antigorita teñen aproximadamente a fórmula Mg
3(Si
2O
5)(OH)
4 ou (Mg²⁺, Fe²⁺)
3Si
2O
5(OH)
4, pero difiren nos seus compoñentes menores e na súa forma.^[9] Entre os minerais accesorios, presentes en pequenas cantidades, están a awaruíta, outros minerais metálicos nativos e minerais sulfurados.^[11]

A reacción de serpentinización implica a transformación da fayalita (membro con Fe final da serie da olivina) pola auga en magnetita e cuarzo e tamén produce hidróxeno molecular H
2 segundo a seguinte reacción:

3 Fe
2SiO
4 + 2 H
2O → 2 Fe
3O
4 + 3 SiO
2 + 3 H
2

Esta reacción lembra moito á reacción de Schikorr, que tamén produce gas hidróxeno por oxidación de ións Fe²⁺ a Fe³⁺ polos protóns H+
da auga. Dous H+
redúcense despois a H
2.

3 Fe(OH)
2 → Fe
3O
4 + 2 H
2O + H
2

Na reacción de Schikorr, os dous H+
reducidos a H
2 proceden de dous anións OH−
, despois transformados en dous anións óxido (O²⁻) incorporados directamente á rede cristalina da magnetita, mentres que o exceso de auga libérase na reacción como un subproduto.

O hidróxeno producido pola reacción de serpentinización é importante porque pode alimentar a actividade microbiana nos ambientes subsuperficiais profundos.

As chemineas hidrotermais profundas localizadas en zonas de serpentinita preto do eixe das dorsais mesooceánicas lembran xeralmente as fumarolas negras localizadas en zonas de basalto, pero emiten moléculas de hidrocarburos complexas. O campo Rainbow situado na dorsal do Atlántico é un exemplo de ditas chemineas hidrotermais. A serpentinización por si soa non pode proporcionar a calor para que funcionen estas chemineas, as cales deben ser impulsadas principalmente polo magmatismo. Porén, o campo hidrotermal da Cidade Perdida, situado preto do eixe da dorsal mesoatlántica, pode funcionar impulsado só pola calor orixinada na serpentinización. As súas chemineas raramente son fumarolas negras, emiten fluídos relativamente fríos (de 40 a 75 °C) que son moi alcalinos, altos en magnesio e baixos en sulfuro de hidróxeno. Estas fumarolas negras constrúen chemineas moi grandes, de ata 60 m de altura, compostas de carbonatos e brucita. Unha próspera comunidade microbiana está asociada coas chemineas. Aínda que as propias chemineas non están compostas de serpentinita, están aloxadas en serpentinita que se estima se formou a unha temperatura duns 200 °C.^[12] Os depósitos de sepiolita nas dorsais mesooceánicas puideron formarse por actividade hidrotermal impulsada pola serpentinita.^[13] Porén, segue discutíndose se a sepertinización por si soa pode explicar o fluxo de calor do campo da Cidade Perdida.^[12]

O antearco da zona de subdución das Marianas alberga grandes volcáns de barro de serpentinita, que expulsan barro de serpentinita que ascende por fallas desde o manto do antearco serpentinizado que está debaixo. O estudo destes volcáns de barro axuda a comprender os procesos de subdución, e os fluídos de elevado pH emitidos nos volcáns serven para manter unha comunidade microbiana.^[14][10]

As fontes hidrotermais de serpentinita son un candidato a ser o tipo de ambiente no que se orixinou a vida na Terra.^[14] A maioría das reaccións químicas necesarias para sintetizar acetil-CoA, esencial para as rutas bioquímicas básicas para a vida, teñen lugar durante a serpentinización.^[15] As agrupacións de sulfuro-metal que activan moitos encimas lembran os minerais sulfurados formados durante a serpentinización.^[16]

As perforacións experimentais realizadas nas capas de gabro da codia oceánica preto das dorsais oceánicas demostraron a presenza dunha poboación dispersa de bacterias que degradan hidrocarburos. Estes poden alimentarse de hidocarburos producidos por serpentinización das rochas ultramáficas que hai debaixo.^[17][18]

Os solos situados sobre un basamento de serpentinita adoitan ser delgados e ás veces están ausentes. Son solos pobres en calcio e outros nutrientes importantes para a s plantas, pero ricos en elementos tóxicos para as plantas como o cromo e o níquel, polo que non son moi fértiles.^[19] Algunhas especies de plantas, como Clarkia franciscana e certas especies de Arctostaphylos, están adaptadas a vivir sobre afloramentos de serpentinita. Porén, como os afloramentos de serpentinita son poucos e illados, as súas comunidades de plantas son illas ecolóxicas e estas especies distintivas están a miúdo moi en perigo.^[20] Por outra parte, as comunidades de plantas adaptadas a vivir sobre afloramentos de serpentinita de Nova Caledonia resisten o desprazamento por especies introducidas que están pouco adaptadas a ese ambiente.^[21]

O solo de serpentina está amplamente distribuído pola Terra, e en parte reflicte a distribución de ofiolitas e outras rochas que conteñen serpentina. ^[22] Hai afloramentos de solos de serpentina na península Balcánica, Turquía, a illa de Chipre, os Alpes, Cuba e Nova Caledonia. En América do Norte tamén hai solos de serpentina en áreas pequenas pero amplamente distribuídas na vertente oriental dos Montes Apalaches^[23] no leste dos Estados Unidos, e nas cordilleiras do Pacífico de Oregón e California.^[24]

Notables lugares con presenza de serpentinita son as Minas Thetford, Quebec; o lago Valhalla, Nova Jersey; o condado de Gila, Arizona; o complexo Lizard, Lizard Point, Cornualla; e en localidades de Grecia, Italia e outras partes de Europa. En Galicia aparece no Complexo de Cabo Ortegal.^[25] Notables ofiolitas que conteñen serpentinita son a ofiolita de Semail de Omán, a ofiolita de Troodos en Chipre, as ofiolitas de Terra Nova e o cinto de ofiolitas principal de Nova Guinea.^[26]

Os minerais do grupo da serpentina teñen unha dureza de Mohs de 2,5 a 3,5, o que fai que a serpentinita sexa doada de gravar e tallar.^[27] Graos de serpentinita máis altos en calcita, xunto con brechas formadas por serpentinita, como a verd antique utilizáronse historicamente como pedras decorativas polas súas cualidades parecidas ao mármore. O College Hall da Universidade de Pennsilvania, por exemplo, foi construído con serpentina. Fontes populares de serpentinita en Europa antes do contacto con América foron a rexión montañosa do Piemonte de Italia e Larissa, Grecia.^[28] As serpentinitas utilízanse de moitas maneiras en arte e artesanía. Por exemplo, foi torneada en Zöblitz, Saxonia desde hai centos de anos.^[29]

Os Inuit e outros pobos indíxenas do Ártico e menos máis o sur usaron unha cunca tallada en serpentinita chamada lámpada qulliq ou kudlik con mecha, para queimar aceite ou graxa para quentarse, dar luz e cociñar. Os inuit facían con serpentinita ferramentas e máis recentemente tallas de animais para o comercio.^[30]

• 
  Morsa de serpentinita magnética.
• 
  Vella inuit cun Qulliq, unha lámpada de aceite cerimonial feita de serpentinita.

No Val d'Anniviers, Suíza atópase unha variedade de xisto de talco e clorita asociado coa serpentinita alpina que foi utilizado para facer o que alí chaman "pedras de forno" (en alemán Ofenstein), unha base de pedra tallada baixo unha cociña de ferro fundido.^[31]

A serpentinita contén unha cantidade significativa de auga ligada, polo que contén abundantes átomos de hidróxeno capaces de desacelerar os neutróns por colisión elástica (proceso de termalización dos neutróns). Debido a isto, a serpentinita pode usarse como un recheo seco dentro de cubertas de aceiro nalgúns deseños de reactores nucleares. Por exemplo, na serie RBMK, como o de Chernóbil, foi utilizado como escudo para a radiación superior para protexer aos operarios dos neutróns que escapan.^[32] A serpentina pode tamén engadirse como agregado a un formigón especial usado en protección de reactores nucleares para incrementar a densidade do formigón (de 2,6 g/cm3) e a súa sección eficaz de captura de neutróns.^[33][34]

Como absorbe facilmente dióxido de carbono, a serpentinita pode usarse para o secuestro de dióxido de carbono atmosférico.^[35] Para acelerar a reacción, debe facerse reaccionar a serpentinita co dióxido de carbono a altas temperaturas en reactores de carbonatación. O dióxido de carbono pode tamén facerse reaccionar con residuos de minas alcalinos procedentes de depósitos de serpentina, ou o dióxido de carbono pode ser inxectado directamente baixo terra en formacións de serpentinita.^[36] Tamén se pode usar a serpentinita como fonte de magnesio xunto con celas electrolíticas para o limpado de CO₂.^[37]

É a rocha oficial e emblema litolóxico do estado de California.^[3] En 2010, fíxose unha proposta de lei que retiraría ese status á serpentinita debido a que pode conter crisótilo, o cal pode orixinar o nocivo asbesto.^[38] Pero atopou a oposición dalgúns xeólogos californianos que sinalaron que o crisótilo presente non é perigoso a non ser que sexa mobilizado no aire como po.^[39]

Wikimedia Commons ten máis contidos multimedia na categoría:  Serpentinita

• [1] O campo hidrotermal da Cidade Perdida, dorsal do Atlántico: serpentinización, a forza impulsora do sistema.
• Fluídos ricos en H₂ procedentes de serpentinización: implicacións xeoquímicas e bióticas: Proceedings of the National Academy of Sciences.