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Ciencia.-La tectónica de placas produce un mineral contra el cambio climático

Geólogos del MIT han descubierto que un mineral arcilloso del fondo marino, llamado esmectita, tiene una sorprendente capacidad para secuestrar carbono durante millones de años.

MADRID, 30 (EUROPA PRESS)

Al microscopio, un solo grano de arcilla se asemeja a los pliegues de un acordeón y se sabe que estos pliegues son eficaces trampas para el carbono orgánico.

Ahora, el equipo del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts)ha demostrado que las arcillas que atrapan carbono son producto de la tectónica de placas: Cuando la corteza oceánica choca contra una placa continental, puede hacer aflorar rocas que, con el tiempo, se transforman en minerales, como la esmectita.

Con el tiempo, el sedimento arcilloso vuelve a depositarse en el océano, donde los minerales atrapan trozos de organismos muertos en sus pliegues microscópicos. Esto impide que el carbono orgánico sea consumido por los microbios y expulsado de nuevo a la atmósfera en forma de dióxido de carbono.

Durante millones de años, la esmectita puede tener un efecto global, ayudando a enfriar todo el planeta. Mediante una serie de análisis, los investigadores demostraron que la esmectita se produjo probablemente tras varios acontecimientos tectónicos importantes a lo largo de los últimos 500 millones de años. Durante cada evento tectónico, las arcillas atraparon suficiente carbono para enfriar la Tierra e inducir la posterior edad de hielo.

Estos hallazgos son los primeros que demuestran que las placas tectónicas pueden desencadenar glaciaciones mediante la producción de esmectita que atrapa carbono.

En la actualidad, estas arcillas pueden encontrarse en ciertas regiones tectónicamente activas, y los científicos creen que la esmectita sigue secuestrando carbono, proporcionando un amortiguador natural, aunque de acción lenta, contra las actividades humanas de calentamiento climático.

"La influencia de estos sencillos minerales de arcilla tiene amplias implicaciones para la habitabilidad de los planetas --afirma Joshua Murray, estudiante de postgrado del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT--. Incluso puede haber una aplicación moderna para estas arcillas en la compensación de parte del carbono que la humanidad ha puesto en la atmósfera".

El nuevo estudio es una continuación del trabajo anterior del equipo, que demostró que cada una de las grandes glaciaciones de la Tierra fue probablemente desencadenada por un acontecimiento tectónico en los trópicos.

Los investigadores descubrieron que cada uno de estos fenómenos tectónicos exponía a la atmósfera rocas oceánicas denominadas ofiolitas. Propusieron la idea de que, cuando se produce una colisión tectónica en una región tropical, las ofiolitas pueden sufrir ciertos efectos de meteorización, como la exposición al viento, la lluvia y las interacciones químicas, que transforman las rocas en diversos minerales, incluidas las arcillas.

"Esos minerales arcillosos, dependiendo de los tipos que se creen, influyen en el clima de distintas maneras", explica Murray.

En aquel momento, no estaba claro qué minerales podían surgir de este efecto de meteorización, ni si esos minerales podían contribuir directamente a enfriar el planeta, ni cómo. Así pues, aunque parecía que existía una relación entre la tectónica de placas y las glaciaciones, el mecanismo exacto por el que una podía desencadenar la otra seguía siendo una incógnita.

Con el nuevo estudio, el equipo trató de averiguar si el proceso de meteorización tropical tectónica que proponían produciría minerales que atraparan carbono, y en cantidades suficientes para desencadenar una edad de hielo global.

En primer lugar, el equipo estudió la bibliografía geológica y recopiló datos sobre la meteorización de los principales minerales magmáticos a lo largo del tiempo y sobre los tipos de minerales arcillosos que puede producir esta meteorización. A continuación, incorporaron estas mediciones a una simulación de meteorización de distintos tipos de rocas que se sabe que quedan expuestas en las colisiones tectónicas.

"Luego observamos qué les ocurre a estos tipos de rocas cuando se descomponen debido a la meteorización y a la influencia de un entorno tropical, y qué minerales se forman como resultado", explica Oliver Jagoutz, profesor de geología del MIT y coautor del estudio.

A continuación, introdujeron cada mineral meteorizado, "producto final", en una simulación del ciclo del carbono de la Tierra para ver qué efecto podía tener un mineral determinado, ya fuera interactuando con carbono orgánico, como trozos de organismos muertos, o con inorgánico, en forma de dióxido de carbono en la atmósfera.

A partir de estos análisis, un mineral tuvo una presencia y un efecto claros: la esmectita. La arcilla no sólo era un producto natural de la tectónica tropical, sino que también era muy eficaz para atrapar carbono orgánico. En teoría, la esmectita parecía una conexión sólida entre la tectónica y las glaciaciones.

"Desgraciadamente, como las arcillas quedan sepultadas por otros sedimentos, se cuecen un poco, por lo que no podemos medirlas directamente --comenta Murray--, pero podemos buscar sus huellas dactilares".

El equipo razonó que, como las esmectitas son un producto de los ofiolitos, estas rocas oceánicas también contienen elementos característicos como el níquel y el cromo, que se conservarían en los sedimentos antiguos. Si estaban presentes en el pasado, el níquel y el cromo también deberían estarlo.

Para probar esta idea, el equipo examinó una base de datos que contenía miles de rocas sedimentarias oceánicas depositadas en los últimos 500 millones de años. A lo largo de este periodo, la Tierra experimentó cuatro glaciaciones distintas. Los investigadores observaron grandes picos de níquel y cromo en las rocas de cada uno de estos periodos y dedujeron que también debía de haber esmectita.

Según sus estimaciones, el mineral de arcilla podría haber aumentado la conservación del carbono orgánico en menos de una décima de porcentaje. En términos absolutos, se trata de una cantidad minúscula. Pero a lo largo de millones de años, calcularon que el carbono acumulado y secuestrado por la arcilla fue suficiente para desencadenar cada una de las cuatro grandes glaciaciones.

"Descubrimos que no se necesita mucha cantidad de este material para tener un gran efecto sobre el clima", asegura Jagoutz.

"Estas arcillas también han contribuido probablemente al enfriamiento de la Tierra en los últimos 3 a 5 millones de años, antes de la intervención humana --añade Murray--. "En ausencia de los humanos, es probable que estas arcillas influyan en el clima, sólo que es un proceso muy lento".

Murray ve cierto potencial de aprovechamiento de las esmectitas para reducir aún más las emisiones mundiales de carbono, por ejemplo para apuntalar depósitos de carbono como las regiones de permafrost. Se prevé que el aumento de las temperaturas derrita el permafrost y deje al descubierto el carbono orgánico enterrado desde hace mucho tiempo. Si las esmectitas pudieran aplicarse a estas regiones, las arcillas podrían impedir que este carbono expuesto escapara a la atmósfera y la calentara aún más.

"Si se quiere entender cómo funciona la naturaleza, hay que entenderla a escala mineral y de grano --indica Jagoutz--. Y éste es también el camino para que encontremos soluciones a esta catástrofe climática. Si estudias estos procesos naturales, hay muchas posibilidades de que tropieces con algo que sea realmente útil".

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