Leyendo la historia en las rocas

#2# Basado en un comunicado de prensa de la Universidad de Massachusetts Amherst #3# La asignación de fechas a los eventos que acontecen en la vida de una roca, por ejemplo una colisión con un trozo de continente, o un viaje a través de la corteza terrestre, ha representado por mucho tiempo un reto para los geólogos, ya que esos mismos eventos pueden confundir la evidencia de ese pasado. Pero ahora, armados con una máquina construida especialmente para el caso y conocida como Ultrachron, los científicos de la Universidad de Massachusetts, Amherst, están refinando una técnica que les permite establecer las fechas de los procesos geológicos con una precisión sin precedentes. La investigación ya está proporcionando nueva información sobre la expansión del continente norteamericano y el crecimiento de los Himalayas, y podría ayudar a los científicos a re-evaluar algunos debates actuales tales como la hipótesis “Tierra Bola de Nieve”. Los científicos de la Universidad de Massachusetts Amherst Michael Williams y Michael Jercinovic discutieron la nueva técnica en el 42º encuentro anual de la Sección Noreste de la Sociedad Geológica de América el lunes 12 de marzo en Durham, N.H. El trabajo también aparece en la Annual Review of Earth and Planetary Sciences actual. A menudo, la vida de una roca está llena de dramas; puede haber colisiones, presiones deformadoras, calor intenso o el roce y peso de los glaciares. Deducir cuando sucedió algo a un trozo de roca en particular ha sido algo dificultoso. Existen métodos para fechar la edad absoluta de una roca, pero los científicos que intentan determinar las fechas de las experiencias de una roca han tenido que conformarse con números bastante gruesos, separados a menudo por millones de años. Sin embargo, durante la década pasada los investigadores descubrieron que la naturaleza posee una versión de la caja negra de un aeroplano, en la forma de un mineral poco conocido llamado monacita. Común en una gran variedad de rocas, la monacita contiene uranio y torio, elementos que se desintegran a lo largo de un período predecible, lo que permite a los científicos leer las proporciones de esos elementos como si fueran un reloj. Más aún, la monacita crece en capas diferentes, o “dominios”, y un nuevo dominio se agrega cada vez que la roca que lo alberga se ve alterada, convirtiendo al mineral en una herramienta poderosa para el fechado de los procesos geológicos, dice Williams. #4# “Crece en forma parecida a una cebolla, se agrega una nueva capa cada vez que la roca que lo aloja pasa por algún evento geológico”, dice. Cuando se forma un nuevo dominio, su reloj de uranio comienza a funcionar, de modo que analizando cuidadosamente cada dominio en un cristal de monacita, los investigadores pueden fijar fechas a los procesos que afectaron a la roca, como por ejemplo una colisión o un período de fusión. “Actúa como un grabador de cinta petrológico”, dice Williams. A medida que Williams y Jercinovic continuaron trabajando con el mineral, se dieron cuenta de que un instrumento construido específicamente para el análisis de monacita sería una herramienta poderosa para responder toda clase de preguntas geológicas, tales como cuándo se formaron los océanos y cómo crecieron los continentes. Con una máquina así, los científicos podrían arrojar nueva luz sobre debates actuales, tales como la controvertida hipótesis “Tierra Bola de Nieve”, que propone que hace entre 500 y 700 millones atrás, el planeta experimentó una edad de hielo tan severa que los océanos se congelaron completamente y la vida sobre tierra firme casi se detuvo. De modo que los científicos comenzaron discusiones con Cameca, la compañía francesa de instrumentos analíticos, y solicitaron fondos de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF = National Science Foundation) para construir un instrumento específico para el análisis de la monacita. En esta clase de trabajo, los investigadores típicamente cortarían y pulirían un trozo de roca y lo analizarían con una sonda electrónica, una máquina que dirige un haz de electrones hacia el interior de un mineral y luego miden los rayos-X y los electrones que rebotan. Pero las sondas comunes no podían funcionar con las diminutas muestras con las que trabajaban los investigadores, algunas veces de apenas unos 20 micrones, una fracción del tamaño de un grano de sal. Y necesitaban que estuviera optimizado para la monacita, que es muy densa, de modo que los electrones no se dispersan demasiado lejos, explica Jercinovic. “Fuimos a la mesa de dibujo con Cameca”, dice. “Deseábamos tomar más ventaja de nuestro haz, de modo que ellos refinaron la óptica. Mejoraron la luminosidad del cañón de electrones y alteraron las lentes”. Los investigadores necesitaban corrientes altas, pero un voltaje bajo. Se fabricaron unos cristales difractores extra grandes para capturar más del cono de rayos-X proveniente de la muestra. Después de dos años y medio de discusión, construcción y ajustes, la “Ultrachorn” fue dedica a UMass Amherst, un acontecimiento celebrado en París. #5# A medida que Jercinovic y Williams utilizaban el Ultrachron, continuaron refinando su técnica y la máquina. Y están desvelando la complicada historia de algunas rocas muy antiguas. Una losa de roca de Colorado tiene un cristal de monacita con un dominio de 1 640 millones de años, otro de 1 660 millones de años y un trocito de 1 400 millones de años, formado probablemente cuando la roca resultó estirada durante un antiguo evento de falla. El anteriormente estudiante Kevin Mahan deseaba un fechado más preciso cuando un trozo de roca de Saskatchewan fue lanzado a través de la corteza terrestre hacia la superficie; alguna evidencia decía hace 2 500 millones de años, y otra decía 1 900 millones de años. Los análisis de monacita determinaron que el viaje de la roca que la albergaba tuvo lugar hace unos 1 850 millones de años, lo que condujo a nuevas ideas acerca de cómo era el medio ambiente en la corteza profunda de América del Norte. Los científicos recibieron más fondos de la NSF para apoyar esta técnica, dice Jercinovic, proporcionándoles libertad para desarrollar realmente los mejores métodos y parámetros posibles para los análisis. “Cuando se la observa cuidadosamente, la monacita posee una estructura significativamente complicada”, dice Jercinovic. “Y ahora tenemos una herramienta poderosa para extraer información sobre esa estructura; es algo muy emocionante”.