Locos por la Geología

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El lunes pasado subí la primera parte de este tema, y por ende deberán comenzar por leer ese post antes de internarse en éste.

En ese momento respondí a las siguientes preguntas:

¿Cuál es el listado de las principales pruebas de la deriva de placas?

¿Cuáles son las pruebas paleogeográficas?

¿Cuáles son las pruebas paleontológicas?

Ahora retomamos con las preguntas que nos faltaban.

¿Cuáles son las pruebas paleomagnéticas?

Hoy les daré una explicación algo somera, puesto que no les he explicado todavía las características y el comportamiento del campo magnético terrestre, cosa que haré pronto en otro post. Pero lo que les cuente aquí, será lo más sencillo posible.

Para que puedan entender lo que sigue, les digo que cuando los minerales magnéticos se encuentran en formas de partículas de tamaño tan pequeño como para poder movilizarse, se orientan respondiendo a la configuración del campo en el que se encuentran. Eso puede suceder en sedimentos finos o en magmas fundidos. Cuando en cualquiera de esos casos, luego de haberse orientado quedan inmovilizadas, ya sea porque los magmas se solidificaron, o porque los sedimentos se compactaron o cementaron, los pequeños imanes que esas partículas representan, señalan la posición del polo magnético terrestre en el momento de la inmovilización.

Sumando a esto la posibilidad de datar los materiales, se ha generado toda la disciplina conocida como paleomagnetismo (paleo= antiguo) que permite- entre muchas otras cosas- reconstruir la posición de los polos en tiempos pasados.

Dicha reconstrucción ha permitido establecer lo que se conoce como»deriva de los polos magnéticos», ya que efectivamente, ellos han ido desplazándose a lo largo del tiempo geológico. Esa deriva -para el Polo Norte- se ha medido tanto en materiales de América del Norte, como de Europa, estableciéndose así en cada caso una curva de desplazamiento polar respecto a cada continente.

Ahora observen la figura que ilustra el post. Allí notarán la similitud en la forma de ambas curvas, dato reforzado por numerosas mediciones en distintos puntos del planeta. La forma se repite siempre con casi absoluta semejanza, es decir que la trayectoria del polo queda bien establecida, sin embargo…

Mientras que para las rocas más antiguas las curvas, pueden superponerse, a partir de ciertos momentos de la historia geológica, alrededor del fin del Mesozoico, aun conservando la similitud de formas, esas curvas comienzan a separarse, abriéndose cada vez más.

La existencia de una curva demuestra que el polo magnético ha ido cambiando de posición, pero siendo sólo uno, no puede haber definido dos trayectorias diferentes, de tal modo que cuando empiezan a alejarse las dos curvas- por otra parte idénticas en su forma- la única explicación posible es que los continentes desde los cuales se han realizado las correspondientes mediciones, también se han alejado uno de otro.

¿Cuáles son las pruebas geológicas?

Parte de las pruebas ya las he presentado la semana pasada, al hablar de las cordilleras y las orogenias, que pueden considerarse tanto objeto de la Geografía como de la Geología; pero existen otras muchas comprobaciones más, de las cuales, sólo mencionaré aquéllas más relevantes y sencillas de comprender para quienes no manejan el vocabulario científico específico. No obstante, tendrán que permitirme que use los nombres de algunas rocas, aunque todavía no les haya explicado cómo son.

Existen doleritas –rocas ígneas– correspondientes al Jurásico, totalmente similares, tanto en Tasmania (parte de la Mancomunidad de Australia), como en Victoria (Antártida), donde la formación se conoce como doleritas Farrar, y en África del Sur donde se las incluye en la Formación Karoo. La identidad de rocas y de edades se explica mucho mejor como resultado de un episodio único en un territorio antes unido, que como meras coincidencias en sitios distantes. Conviene recordar aquí que para la Geología un episodio magmático único puede durar desde decenas a cientos o miles de años, y puede contener diversos pulsos de menor duración.

También hay coincidencias que no pueden achacarse al azar entre las charnoquitas (granitos alcalinos muy raros, que contienen hipersteno) que aparecen en Antártida, oeste de Australia, Madagascar y sur de India, sitios todos que alguna vez formaron la porción sur  separada del supercontinente Pangea, a la que se denominó Gondwana.

También en los territorios que una vez constituyeron Gondwana, abarcando los sitios mencionados, y parte de Brasil, se encuentran lineamientos de anortosita (plagioclasa básica) que pueden seguirse como un continuo cuando se reúnen los continentes mencionados, en las posiciones que debieron ocupar antes de la deriva de las placas.

¿Cuáles son las pruebas paleoclimáticas?

Algunas se enlazan perfectamente con la deriva de los polos magnéticos, ya que ellos guardan relación -aunque no son idénticos- con los polos de rotación, y al cambiar su posición las paleolatitudes también van variando, con su consecuente incidencia sobre el clima regional.

Pero, ¿hay pruebas específicas de eventos climáticos que nos permitan asumir que zonas hoy distantes estuvieron en contacto alguna vez? Sí que las hay, y ahora mencionaremos unas pocas.

Las tillitas son rocas resultantes de la dinámica glaciaria, y han sido encontradas en registros del Carbónico, en India, Australia, África del Sur y Brasil. Otra vez, esa coincidencia es muy sencilla de explicar si se colocan todos esos sitios juntos en la antigua Gondwana, y se torna difícil de comprender, en cambio, si se pretende suponer eventos aislados pero simultáneos en sitios tan distantes y con diversas latitudes como son hoy los mencionados.

Una explicación alternativa sería que ocurrió una glaciación mundial en el Período Carbónico, lo cual no se sostiene, porque se han encontrado depósitos de bauxitas y lateritas- que se forman en entornos preferentemente tropicales- y grandes bosques en Norteamérica, Europa y hasta China para ese mismo tiempo. Las zonas mencionadas corresponden a la porción norte (Laurasia) que resultó separada de la antigua Pangea. Así pues, la parte norte habría registrado climas benignos, mientras el sur, estaba cubierto por el hielo.

Otra contundente prueba de que no hubo glaciacón mundial surge de la abundancia de registros fósiles de arrecifes coralinos, claramente de mares cálidos, que se encuentran en el norte de Bretaña y Alemania, con dataciones que los colocan en el Carbónico, precisamente.

Por si todo esto fuera poco, al norte de Laurasia se estaban formando depósitos evaporíticos, resultantes en gran medida de la intensa evaporación reinante en climas cálidos, y hay también registros de areniscas rojas con dunas fósiles. Todo ello además de demostrar que no hubo glaciación generalizada, sumado a los datos de las zonas que sí estuvieron glaceadas, ha permitido generar mapas de paleolatitudes, que corroboran una vez más la vieja y, en su momento, tan cuestionada teoría de Wegener.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.
P.S.: La imagen que ilustra el post es del libro Geología Global de Khan.

Estos talleres están destinados a público general, incluyendo niños a partir de 6 años para facilitar la comprensión de las actividades. Consisten en el reconocimiento de fósiles, minerales o rocas a partir de características fácilmente observables en muestras de mano.

Cada taller consta de una parte teórica, en la que un monitor explicará los rasgos distintivos de las piezas en cuestión, y una parte práctica en la que los asistentes deberán identificar con la ayuda de una clave los elementos objeto del taller (fósiles, minerales o rocas). La duración estimada de cada taller es de unos 45 minutos y el aforo de cada grupo será de unas 18 – 20 personas.

Fechas: 

Primeros domingos de mes

Precio:

Gratuitos

Información e inscripción:

Teléfono 913 495 959

De lunes a viernes de 9.00 a 14.00 h

Más información

Hace algún tiempo hablamos de las trampas petrolíferas convencionales, pero hoy vamos a conversar sobre otras que están en boca de todos, con poco conocimiento real: aquéllas que se explotan por los métodos de retorting y de fracking.

¿Qué son los yacimientos petrolíferos no convencionales?

A diferencia de los yacimientos convencionales, de los que hablamos en el post que les he linkeado arriba, y donde los hidrocarburos están contenidos en rocas naturalmente permeables que aseguran un flujo del combustible una vez que se accede a él, los no convencionales se asocian a rocas no permeables por su granulometría pelítica (muy fina).

Clásicamente se pensaba a las rocas pelíticas- muy abundantes y muy distribuidas en el planeta- como rocas madre, o como sello de trampas convencionales, a las que los combustibles llegaban tras una migración.

No obstante, el continuo requerimiento de nuevos sitios de explotación, por el agotamiento previsto de los yacimientos convencionales, condujo a considerar la posibilidad de extraer hidrocarburos directamente desde las rocas de origen, fueran o no de alta permeabilidad.

Y es así que se reconocen desde hace algunas décadas los reservorios denominados Oil- shale, y Gas-shale.

• Los Oil- Shale son rocas de grano fino con hasta un 25% de materia orgánica, conocidas como pizarras, y se forman en esquistos bituminosos, originadas esencialmente por acumulación de materia orgánica y desechos de algas en lagos, lagunas y humedales donde las condiciones anaeróbicas favorecen la generación del hidrocarburo, según procesos que ya he explicado en otro post. Lo que es importante es tener en cuenta que las pizarras se forman en zonas de profundidad relativamente somera, por lo cual el petróleo no está completamente formado, porque no ha alcanzado las temperaturas requeridas para ello. Queda aún un alto porcentaje de querógeno (materia orgánica) en la roca, que se somete a calentamiento artificial, en ausencia de aire, hasta temperaturas superiores a los 350°C,  para provocar la conversión de hasta el 75% u 80% del querógeno sólido (que no puede fluir en la roca) presente en las pizarras, en petróleo.
• El Gas -Shale, Gas de Esquisto o Gas de Lutitas, es el que se encuentra dentro de las mismas lutitas en que se originó. Puede almacenarse como: a) Gas libre en los poros de la roca, b) Gas libre en fracturas naturales, o c) Gas absorbido sobre materia orgánica y superficies minerales. La explotación varía según esos modos de almacenamiento, tanto en lo que se refiere a velocidad como a costos, eficiencia y metodología.

¿Cómo es su modo de explotación?

El método por excelencia para recuperar el Oil-Shale, se conoce como retorta o retorting in situ, e implica el necesario calentamiento del que hablé más arriba.

Básicamente, un volumen de la pelita se lleva a la temperatura adecuada, mediante el uso de calentadores eléctricos colocados en pozos verticales que alcanzan la profundidad del reservorio. Los pozos no son solitarios, sino que a los fines de elevar la temperatura en toda el área de interés, y mantenerla por el tiempo suficiente, se cuentan por decenas, y varían en número, según el volumen de la roca almacén. El calentamiento además debe durar un par de años hasta que el depósito produzca la transformación de querógeno a petróleo.

Para el caso del Gas-Shale, lo que se requiere es generar artificialmente una permeabilidad que permita la explotación a una tasa de flujo económicamente rentable. Esa permeabilidad artificial se obtiene mediante fracturamiento hidráulico -también conocido como fracking-, que se provoca inyectando agua a alta presión en pozos que alcanzan la roca portadora del gas.

Inicialmente se usaban pozos verticales, en los cuales la tasa de producción decaía rápidamente, razón por la cual se comenzaron a realizar perforaciones horizontales.

¿Por qué genera tanta polémica esta técnica extractiva?

Básicamente por dos motivos: por un lado por la fuerte intervención en el sistema natural del que los reservorios forman parte; y por el otro por el uso intensivo de dos recursos caros; el agua para el fracking, y la electricidad para el retorting.

En la primera de las objeciones, la respuesta está en el estudio previo del sistema, asegurándose de no intervenir en zonas de equilibrio metaestable, o de fragilidad natural, que podrían disparar consecuencias no deseadas. Para ello, es imprescindible analizar variables como porosidad, permeabilidad, densidad de grano de la roca; condiciones geomecánicas como respuestas a los esfuerzos, propiedades elásticas, y comportamiento del agente sostén, y por supuesto, la susceptibildad del ambiente. Todos esos estudios son básicamente geológicos, petrológicos y geofísicos, y los resultados nunca dan garantías absolutas, por la complejidad de los sistemas naturales.

Pero eso es aplicable a toda forma de intervención humana, no sólo a la explotación de yacimientos.

Para el caso de la objeción relativa al uso de de otros recursos valiosos, como agua y energía, se impone el análisis de costo- beneficio.

En definitiva, lo que se impone es una Evaluación de Impacto Ambiental (EIA), que cuando se realiza de manera adecuada, analiza los subsistemas geológicos que mencioné en primer término; el subsistema económico que mencioné luego; y todos los otros involucrados, como la fauna y flora, la ocupación humana del territorio, los efectos sociales de aceptación o rechazo por parte de la población, provisión de fuentes de trabajo, construcción de infraestrutura, etc. etc.

¿Cuál es el potencial de esta clase de yacimientos, particularmente en Argentina?

Al presente, los estudios exploratorios han identificado 5 cuencas petroleras, con potencial en hidrocarburos no convencionales. Ellas son:

• Cuenca Cretácica del Noroeste: Formación Yacoraite, con roca madre de edad Cretácica.
• Cuenca del Golfo San Jorge: Fm. Pozo D-129, y Fm. Aguada Bandera.
• Cuenca Austral: roca madre pelitas marinas de la Fm.Palermo Aike/ Fm. Inoceramus.
• Cuenca Cuyana: contiene una roca fuente de alta calidad de edad Triásica.
• Cuenca Neuquina: con cuatro facies marinas ricas en materia orgánica, de nombre Los Molles (Jurásico inferior a medio); Vaca Muerta (Jurásico superior) y Fm. Agrio (Cretácico superior); y Fm. Puesto Kauffman (Triásico tardío- Jurásico temprano).

De acuerdo con esto, Argentina ocuparía el tercer lugar en el mundo en materia de recursos de hidrocarburos no convencionales, siendo superada sólo por China y Estados Unidos.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es el mapa de Cuencas con formación de hidrocarburos no convencionales de Argentina, y procede de: AbeCé de los Hidrocarburos en reservorios No Convencionales. IAPG (Instituto Argentino del Petróleo y el Gas) 2013.

Hoy mi descansado feriado se vio interrumpido por un «llamado a las armas» (científicas, claro), ya que me sentí obligada a explicar dentro de lo posible, la situación que acaba de producirse en una calle de mi ciudad.

Se trata del «cráter» -que en realidad no es tal en un sentido estricto, tal como expliqué en este post que van a tener que ir a leer, sí o sí- que se produjo en la intersección de las calles Coronel Olmedo y Costanera norte. Pero vayamos por partes.

¿Qué sucedió esta mañana?

Según lo cuenta la prensa, esta mañana alrededor de las ocho, hora local, los vecinos escucharon un ruido asimilable a una explosión y el pavimento de la calle cedió, generando un hundimiento en el que quedaron atrapados dos vehículos, y seriamente en riesgo las edificaciones aledañas. Esto tuvo lugar en el sitio en que la calle Coronel Olmedo desemboca en la Costanera Norte.

¿Cuál es el fenómeno que se produjo?

El proceso se denomina sofusión o pipping, y lo he explicado con detalle en el post que he linkeado más arriba, cuando expliqué lo sucedido en su momento en Guatemala. (¿Vieron que iban a tener que ir a leerlo?).

Allí también les adelanté que la forma resultante no es exactamente un cráter (término reservado para fenómenos volcánicos o impactos metoríticos), sino un sinkhole o pozo de hundimiento.

¿Qué factores incidieron en este caso?

Básicamente los factores que facilitaron el proceso, y que se consideran responsables de la susceptibilidad del área afectada, son: a) la pendiente de la calle que facilitó la remoción del material fino, vehiculizado por el agua del caño roto (agente causal) y b) la constitución del terreno, con altos porcentajes de materiales limosos, es decir muy finos y que además, son los más fácilmente transportados por el agente en movimiento, que en este caso, como ya dijimos, es el agua del caño roto.

¿Qué cabe esperar ahora?

El fenómeno puede extenderse aguas abajo, hasta tanto no se repare la pérdida del líquido que está vaciando de materiales el terreno subsuperficial. Por otra parte, el pozo debe remediarse de manera urgente, porque ya existe un espacio vacío que no puede en esas condiciones seguir sustentando las construcciones que están sobre él.

Y por último, mi reflexión de siempre: seguir autorizando construcciones de gran porte sin EIA (Evaluación de Impacto Ambiental) es totalmente irresponsable, y las autoridades correspondientes deben responder por todos los daños si lo permiten.

Merecen especial atención los terrenos con pendientes acusadas, y con materiales erodibles, los dos factores que aquí se conjugaron sin ninguna duda.

En lo que hace a las pérdidas de agua, que son tan silenciosas, pueden sin embargo ser monitoreadas sobre todo en zonas de consumo medido, donde un aumento del mismo, sin explicación más evidente, sólo puede significar que hay alguna pérdida en la conducción. En zonas sin medidores, la pérdida de presión que no se explique por otra causa, puede ser también un llamado de atención.

Les dejo un video del programa televisivo «El show de la mañana» de Canal Doce.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es de la página de Cadena 3, y el video es de youtube obviamente.

Desde ayer estamos siendo bombardeados por la información de que un agujero negro ha sido fotografiado por primera vez. Y eso da pie para hablar del tema, aunque les recuerdo que yo estoy muy lejos de ser astrónoma.

Mi conocimiento se reduce a la necesaria información que todos los geólogos tenemos que indagar para comprender a la Tierra como una parte muy pequeña de un sistema muchísimo más complejo y que la afecta continuamente de muchas maneras, algunas de las cuales ya hemos visto, y otras muchas más, que veremos con profundidad creciente, a lo largo de estos encuentros nuestros.

No es ésta la primera vez que hago mención a los agujeros negros, ya aludí a ellos en el post en el que les expliqué las características del Sol. Pero hablemos ahora bastante más.

¿De qué se trata la fotografía que hoy es noticia?

Este miércoles 10 de abril, el mundo se vio sorprendido por la presentación de la que está llamada a convertirse en una imagen histórica: la primera fotografía obtenida de un agujero negro masivo. La importancia del hecho implicó que se realizaran seis conferencias de prensa, todas simultáneas, a las 13:00 GMT, en Bélgica, Santiago de Chile, Shanghái, Tokio, Taipei y Washington D.C.

Esto fue así porque los agujeros negros no pueden distinguirse, precisamente por su absorción de la luz, lo que los convierte en invisibles sobre el fondo también negro del espacio cósmico. Su detección se debe a los efectos sobre el espacio que los rodea; pero para obtener la imagen que ahora se ha dado a conocer, debieron trabajar en cooperación, al menos ocho telescopios en red a lo largo del mundo, los cuales en su conjunto, generan un gran telescopio virtual.

Se trata del sistema interconectado denominado Event Horizon Telescope, (EHT) que traducido significa Telescopio del Horizonte de Eventos. Aclaremos que el Horizonte de Eventos es la parte del espacio que rodea a distancia al agujero negro. Es el último límite en el que puede percibirse ópticamente algún objeto o suceso, y más allá del cual reina la más absoluta oscuridad.

Una vez dicho todo esto, podrán entender por qué, en realidad la fotografía inicial se obtuvo hace casi dos años, pero su tratamiento y análisis requirieron todo este tiempo antes de poder liberarla finalmente de manera comprensible para el público no especializado.

¿Cuál es y dónde se encuentra el agujero negro fotografiado?

La imagen divulgada en esta ocasión corresponde a un agujero negro masivo, localizado en la constelación de Virgo, en el centro de la galaxia M87, distante unos 55 millones de años luz de la Vía Láctea. Su tamaño estimado es de unas 3.000.000 de veces la de la Tierra.

¿Qué es un agujero negro?

Si bien los agujeros negros ya fueron imaginados en 1783 por el geólogo (sí, un geólogo, no un astrónomo) inglés John Michel, no fueron tomados seriamente sino hasta que encontraron un lugar en la formuación de la Teoría de la Relatividad de Einstein, más de cien años más tarde. La existencia de estos objetos superdensos se fue confirmando por diferentes indicios y pruebas, hasta la contundente imagen que hoy discutimos.

Un agujero negro es en definitiva una región limitada del espacio en el que se concentra tanta masa de alta densidad, que se llega a generar un campo gravitatorio sumamente intenso. Ninguna partícula material, ni siquiera la luz (tal como la entiende la teoría corpuscular), puede escapar de ella. Ésa es precisamente la razón por la cual esas porciones del espacio se conocen como agujeros negros.

Si bien por algún tiempo se pensó que tampoco había en ellos radiaciones salientes, Stephen Hawking en la década de 1970, a la luz de la mecánica cuántica señaló que eran capaces de emitirlas, aunque no fueran visibles.

¿Cómo se produce un agujero negro?

Las estrellas- como nuestro Sol, por ejemplo- producen energía por la fusión de átomos de hidrógeno (H) que generan helio (He). Pero esas reacciones químicas continúan con la transformación de He en carbono (C), oxígeno (O) y finalmente hierro (Fe).

El Fe como ya sabemos, tiene alta densidad, y el aumento de la misma es compensado en las estrellas por una dilatación provocada por la repulsión entre las capas electrónicas de los átomos, que intenta equilibrar el aumento de la fuerza de la gravedad.

Estrellas pequeñas como el Sol siguen caminos diferentes en la evolución, (como ya he señalado en el post que he linkeado más arriba) pero cuando la masa inicial de una estrella es mucho más elevada, la repulsión atómica es insuficiente (lo que sucede cuando se traspone el límite de Chandrasekar), y se genera una estrella de neutrones, una nova, una supernova, o una enana blanca, según sean los diversos factores intervinientes.

Con una masa estelar inicialmente mucho mayor aún, se supera otro límite, el TOV, de Tolman-Oppenheimer-Volkof, sobrepasado el cual ninguna fuerza conocida podría detener el colapso gravitacional, que continúa hasta concentrar toda la masa en un punto de densidad casi infinita que es precisamente un agujero negro.

¿Qué efectos tiene la presencia de un agujero negro?

La gravedad de un agujero negro, produce una deformación o curvatura en el continuo espacio-tiempo, que se conoce como singularidad del espacio, cuyo límite es el Horizonte de Eventos que mencionamos más arriba, y que es también la mínima distancia segura a la que los cuerpos pueden orbitar sin ser «absorbidos» por el agujero negro.

En el centro de la mayoría de las galaxias, hay agujeros negros supermasivos. En nuestra Vía Láctea, se encuentra el denominado Sagitario A.

Mucho se ha especulado también sobre la posibilidad de que los agujeros negros conectaran espacios distintos del universo, a través de lo que se ha dado en llamar «agujeros de gusano», pero por el momento no hay fundamentos suficientes para confirmar tales afirmaciones.

¿Qué pasos siguen ahora?

Obviamente, ahora se enfocan todos los esfuerzos en nuestro Sagitario A, que es el siguiente objetivo a fotografiar, y se continúa buscando relacionar lo observado, con lo predicho en las ecuaciones y formulaciones de la teoría de Einstein, de modo de ratificarlas o rectificarlas en caso de ser necesario.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post vino en una newsletter por mail, pero no conozco al autor.