Permeabilidad dependiente de la profundidad y producción de calor en sistemas hidrotermales alojados en basalto de dorsal oceánica

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La permeabilidad de la corteza oceánica ejerce una influencia primaria sobre el vigor de la circulación hidrotermal en las dorsales oceánicas, pero es un parámetro difícil de medir que varía con el tiempo, el espacio y el entorno geológico, explica el Dr. Thibaut Barreyre del Department of Earth Science/K.G.Jebsen Centre for Deep Sea Research, University of Bergen, Noruega

En este artículo se desarrolla un modelo analítico para la respuesta poro-elástica de las velocidades y temperaturas del fluido de salida hidrotermal a la carga de marea oceánica en un medio de dos capas para restringir la permeabilidad de la zona de descarga de cada capa.

La capa superior, que corresponde a litologías extrusivas (por ejemplo, una capa sísmica-2A) se superpone a una capa de menor permeabilidad, que corresponde a litologías intrusivas (por ejemplo, una capa-2B).

Se aplicó el modelo a tres campos hidrotermales alojados en basalto (Lucky Strike, Main Endeavor y 9°46'N L-vent) para los cuales la estratigrafía sísmica está bien establecida, y para los cuales se dispone de datos robustos sobre la temperatura del fluido de salida.

Se encontró que la respuesta poro-elástica a la carga de marea está controlada principalmente por la permeabilidad de la capa 2A, que es aproximadamente 3 órdenes de magnitud mayor para el sitio Lucky Strike (~10-10 m2) que el sitio de 9°46'NL-vent (~ 10-13 m2).

Por el contrario, la permeabilidad de la capa 2B no ejerce un fuerte control sobre la respuesta poro-elástica a la carga de marea, aunque modula fuertemente la producción de calor de las zonas de descarga hidrotermal.

Teniendo en cuenta estas limitaciones, se estimó un rango plausible de permeabilidad de capa 2B entre ~ 10-15 m2 y un valor de límite superior de ~ 10-14 (9°46'NL-vent) a ~ 10-12 m2 (Lucky Strike). Estas estructuras de permeabilidad reconcilian la respuesta a corto plazo y el rendimiento térmico a largo plazo de los sitios hidrotermales, y proporcionan nuevos conocimientos sobre los vínculos entre la permeabilidad y los procesos tectono-magmáticos a lo largo de la dorsal oceánica global, concluye el Dr. Barreyre.


Barreyre, T. , Olive, J. , Crone, T. J. and Sohn, R. A. Depth‐DependentPermeability and Heat Output at Basalt‐Hosted Hydrothermal Systems AcrossMid‐Ocean Ridge Spreading Rates. doi:10.1002/2017GC007152

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