Locos por la Geología

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En posts anteriores, empujada por las circunstancias, debí incursionar en la relación entre la ocurrencia de sismos y la Tectónica Global, aun antes de haber explicado algunos elementos fundamentales para construir un conocimiento más sistemático sobre un tema tan interesante y tan amplio.

Ahora, cuando todavía las placas se acomodan a codazos, causando muchas veces enormes daños a los seres humanos, sus construcciones, recursos y bienes, (como es el caso hoy con el sismo en Nueva Zelanda) voy a ir desgranando ese conocimiento, dentro de lo posible en términos accesibles para el lector simplemente curioso, y no necesariamente versado en la materia.

Por cierto hay mil cosas para discutir al respecto, de modo que iremos poco a poco, y hoy comenzaremos con algunos conceptos de la física del terremoto, para adentrarnos más adelante (en sucesivos posts) en otros aspectos más geológicos.

En algunos momentos tal vez repitamos conceptos que fui incluyendo al responder las preguntas más frecuentes sobre terremotos, o al explicar los tsunamis, o al contestar a sus comentarios, pero como dicen que lo que abunda no daña, me tomaré la licencia de volver sobre mis pasos más de una vez, para asegurarme de que las cosas van quedando claras.

Puede ser útil que repasen aquellos posts a los que los iré guiando con un link cuando sea pertinente, para que la visión sea más panorámica y no tan acotada, ya que hoy miraremos el sismo como un hecho puntual, aun sabiendo que sus causas responden en la mayoría de los casos a situaciones que abarcan al planeta entero.

Empecemos pues, pasito a paso:

¿Qué se define como sismo?

De manera sencilla puede decirse que es un movimiento o una serie de movimientos repentinos y pasajeros del subsuelo, que se inician en una región limitada, pero que desde allí se propagan en todas las direcciones del espacio. Cuando la energía es suficiente, esa propagación puede atravesar todo el planeta.

¿Cómo se origina un sismo?

Convengamos que aquí no nos referiremos a las causas que generan las condiciones para iniciar la ruptura o deslizamiento, porque de ello ya hemos hablado en el post correspondiente al terremoto en Haití, y son de diversa índole, como en ese post expliqué.

En este punto, en cambio, hablaremos del acontecimiento físico en sí mismo, independientemente del marco geológico que lo hizo posible.

Así pues, partiremos desde el momento en que se aplica en un medio elástico (la litósfera por ejemplo) una determinada presión, por ejemplo por impacto, para hacerlo más sencillo, y para poder ejemplificarlo con situaciones que ustedes pueden observar en la vida cotidiana.

En ese momento, y en ese punto, las partículas se verán comprimidas, y la reacción de las partículas vecinas será una tendencia a «alejarse» del punto de impacto, tanto como las propiedades del cuerpo mismo lo permitan.

Aquí deben recordar que por muy sólido que sea un cuerpo, no se trata en realidad de otra cosa que de una red de átomos que siempre tienen un cierto grado de movilidad, variable según los enlaces químicos involucrados.

Volviendo a nuestro material impactado, las partículas sujetas a ese fenómeno de compresión repentina, buscarán liberarse de la energía impactante, transmitiéndola a las vecinas. ¡Qué generosas las partículas,¿ no?!

¿Cómo se propaga un sismo?

La forma más sencilla de propagar la energía es a través de esferas concéntricas y alternadas de compresión (allí donde las partículas están anormalmente cercanas) y rarefacción (donde las partículas se alejan para compensar la compresión). Vean la Figura 1 que les preparé con más cariño que habilidad, porque dibujando soy un nabo.

Figura 1 Se observa en el esquema un corte transversal y ecuatorial de esas esferas mencionadas, de manera semejante a como se las ve cortadas por la superficie del agua, cuando toda la masa líquida ha sufrido el impacto de una piedra por ejemplo.

Ahora señalemos que lo que se propaga a través de esas esferas en todas las direcciones del espacio, es la energía, ya que las partículas se limitan a agitarse, vibrar, sacudirse, oscilar, bailar, zapatear, o como quieran llamarlo, pero en el mismo lugar. No hay desplazamiento traslacional de las partículas, sólo vibración, que permite transmitir la energía al resto del material.

¿A qué se refieren los términos hipocentro y epicentro de un terremoto?

La imagen que he llamado Figura 2 la he tomado de un blog muy interesante que descubrí recientemente y que se llama Preguntas que me gustaría saber, y en ella pueden ver en 3 D cómo desde el punto de ruptura inicial, llamado hipocentro, se distribuye la energía por el espacio circundante.  El punto situado inmediatamente por encima según la distancia más corta, y ya en la superficie, se denomina epicentro (Figura 3) y suele ser el que manifiesta mayores daños. Digo «suele», porque no siempre es así. Pero de eso hablaremos en otros posts.

Figura 2 Figura 3

¿Por qué se habla de ondas sísmicas?

Porque la energía se transmite a través de los distintos medios, precisamente en forma de ondas, en lo que suele representarse aproximadamente como un movimiento armónico simple.

Si ustedes lo piensan un poco, el punto de impacto puede asimilarse a un empuje en una dirección, por ejemplo hacia abajo, y allí se genera una esfera compresional, la siguiente esfera, rarefaccional, tenderá a moverse en la dirección opuesta, supongamos hacia arriba, y así sucesivamente. Esto se visualiza muy bien en el agua, donde a un impacto (la caída de la piedra que usamos como ejemplo) le siguen una serie de movimientos oscilatorios hacia arriba y abajo, extendiéndose a lo largo de los círculos que vemos en la superficie.

Qué tipos de ondas sísmicas hay, cómo se comporta cada una, cuáles son sus efectos, etc., etc. serán los temas del próximo post en que retome las explicaciones sobre la física íntima de los sismos. Por ahora este encuentro ha sido ya suficientemente largo y no quiero aburrirlos en absoluto. Un beso y nos vemos el miércoles con alguna gacetilla que les puede interesar. Graciela

P.S: La foto que ilustra el post me llegó en alguna cadena de mails que anunciaba el fin del mundo, por eso lo mandé a la papelera, después de sacar la foto que me interesó, y por eso mismo ignoro el origen de la misma. Si alguien la reconoce como propia, no tiene más que decirlo y agrego los correspondientes créditos.

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Cuando definimos a la Geología como Ciencia, dijimos ya que se trata de un cuerpo ordenado de conocimientos, y como tal, no puede menos que tener postulados fundamentales que es menester conocer a fondo para poder interpretar los acontecimientos que han jalonado la historia de la tierra, y que siguen teniendo lugar ante nuestros ojos, aunque muchas veces sólo son percibidos por quienes tienen el entrenamiento adecuado.

Muchas de las leyes básicas son compartidas con otras ciencias, como es el caso de la Ley de la Gravitación Universal, las de Kepler o la de Titius Bode. Por eso algunas serán motivo de análisis más adelante, al adentrarnos, por ejemplo, en el universo y sus influencias y relaciones con los fenómenos geológicos.

Pero otras, en cambio, son el pan cotidiano de los geólogos, y a ellas quiero comenzar a referirme a partir de este momento. Son muchas, y ameritan varios posts para comprenderlas cabalmente, por eso, en esta ocasión, sólo pretendo enumerarlas, y profundizar exclusivamente en la primera de ellas. Las demás serán temas de futuros encuentros.

¿Cuáles son las leyes fundamentales de la Geología?

La ley del actualismo.

Las leyes de Stenon (para estratigrafía y para mineralogía)

Las leyes de equifinalidad y de convergencia de causas.

Además de éstas, ya mencioné más arriba algunas que aparecerán de la mano de temas específicos, que incluyen también las de la Paleontología, de la Geomorfología, etc.

Hoy comencemos por la más básica entre todas: la Ley del Actualismo.

¿Qué expresa la ley del Actualismo?

Conocida también como Ley de las Causas Actuales, suele expresarse con un postulado que para los geólogos es casi áureo, que dice que el presente es la clave del pasado.

En efecto, lo que allí se implica es que los procesos que actuaron en el pasado son esencialmente semejantes a los que tienen lugar en el presente, de tal manera que comprendiendo estos últimos, se puede mejor interpretar la historia de la Tierra.

Por otra parte, esta misma premisa, permite extender el conocimiento hacia el futuro, ya que puede asumirse que también regirán las mismas leyes físicas en el  tiempo por venir.

Como puede verse, es un postulado de un enorme valor interpretativo y predictivo.

Un ejemplo muy claro de la aplicación de esta ley sería una erupción piroclástica como la de Islandia, que acumuló un sedimento característico sobre los suelos actuales. Encontrar en secuencias sedimentarias antiguas, depósitos similares sobre suelos preexistentes, permite deducir que allí también tuvo lugar una efusión de ese tipo.

¿Cómo surge el principio del Actualismo?

Si bien, existen antecedentes, en autores como Toulmin, por ejemplo, es James Hutton (1726-1797) quien la explicita por primera vez, en franca oposición a la idea catastrofista por entonces imperante, y de la cual nos deberemos ocupar en otro momento.

¿Cómo evoluciona en el tiempo?

La formulación original de la teoría del actualismo, que hiciera Hutton, se vio desfavorecida por el lenguaje oscuro y de difícil lectura que utilizó dicho autor, y que conspiró contra su difusión por largo tiempo.

Hacia 1830, Charles Lyell, seguidor de sus ideas, la pone por escrito de manera amena y atractiva, con lo que consigue ponerla en el centro de la escena.

No obstante, su entusiasmo por el postulado, le lleva a «hipertrofiarlo», generando lo que luego se conoce como Teoría del Uniformismo o Uniformitarismo, que todavía muchos autores consideran un sinónimo de Actualismo, al no prestar atención a ciertos matices que en un sentido estricto la diferencian de ella de manera sustancial.

En efecto, Lyell expresa que los procesos que actuaron en el pasado son los mismos que actúan en el presente (hasta aquí, es actualismo), a la misma escala y con aproximadamente la misma intensidad.

Lo que he escrito en itálica es la «hipertrofia» de que hablaba, ya que no se tiene en cuenta allí la multiplicidad de factores que hace que en los sistemas complejos, cada situación sea prácticamente irrepetible.

Lo que el Actualismo gana en rigidez a manos de Lyell, lo pierde en veracidad, razón por la cual, a la vuelta de los años, se retoma la teoría oiriginal sin los agregados de Lyell.

¿La Ley del actualismo geológico tiene objeciones o excepciones?

Pues claro, al avanzar el conocimiento, pudo reconocerse que la teoría actualista es aplicable para intervalos acotados del tiempo geológico, y no para toda la historia de la Tierra.

Esto es así porque si nos alejamos hacia atrás, las condiciones se vuelvan cada vez más ajenas a las que hoy se conocen, y los factores inetrvinientes en los procesos no eran necesariamente los mismos.

Por ejemplo, si nos alejamos tanto como cuatro mil millones de años, de existir vida ella era incipiente, y su injerencia en los procesos era muy distinta a la que hoy tiene.

Otro tanto sucede para tiempos en los que la atmósfera tenía una composición diferente de la actual, y sin oxígeno libre, por ejemplo, que hoy interviene en numerosos procesos de meteorización y pedogenéticos.

En definitiva, el postulado del actualismo disminuye gradualmente su vigencia a medida que nos internamos en tiempos distantes miles de millones de años.

¿Y su valor predictivo?

Para su uso a futuro puede parafrasearse que el presente es también la clave del futuro. Pero créanme que eso ya es motivo de otros posts porque es más que apasionante.

Un abrazo Graciela

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Hoy hablamos del oro.

En este caso, la zona mineralizada en Sudáfrica se ubica alrededor de Johanesburgo, y se trata de yacimientos de tipo placer de los que ya hablamos en el post anterior.

El material aurífero se viene extrayendo desde 1886 y durante mucho tiempo produjo más del 50% del oro extraído en el mundo.

El metal se encuentra alojado en conglomerados insertos en el sistema denominado Witwatersrand, y pese a que se le atribuye (con algunas opiniones en contrario) un origen de concentración mecánica, el espesor y emplazamiento de los conglomerados es tal que la explotación supone perforaciones de más de 2800 m en profundidad y algunas decenas de miles de kilómetros en galerías subterráneas.

Una característica interesante es que entre la ganga (mineral acompañante sin valor) presente hay hasta 10 o 20 % de pirita, conocida como fool’s gold (oro de los tontos) por su extremo parecido con el mineral valioso.

Así pues, fanáticos del fútbol que visiten Sudáfrica, tengan ojo si quieren comprar alguna piedrita de recuerdo, no les vayan a vender pirita (sulfuro de hierro) en lugar de oro, o lo que es lo mismo, no les vayan a meter gato por liebre.

Un beso y nos vemos el sábado próximo.

He tomado la foto que ilustra el post del siguiente sitio:

http://www.editec.cl/mchilena/sep2003/Articulo/evaluacion.htm, pero en realidad no es la más pertinente porque no se parece en nada a la forma de explotación sudafricana, y sólo la pongo porque es la idea más difundida y romántica que suele asociarse a los buscadores de oro.

En realidad, en el Witwatersrand, no hay buscadores independientes, sino fuertes capitales que ejercen un dominio a veces bastante brutal sobre el recurso.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

Ya hemos hablado algo acerca de los conceptos relativos a Recursos y su clasificación, como así también sobre su uso responsable, y ahora que se ha desatado la fiebre futbolera y todo el mundo mira a Sudáfrica, parece bastante pertinente conversar acerca de algunos de los más emblemáticos recursos minerales de ese país. ¡Que vaya si los tiene!

¿Qué minerales hay en Sudáfrica?

Dos de los elementos minerales más valiosos del mundo se encuentran disponibles precisamente allí: diamantes y oro. Y no son los únicos, ya que también es el principal productor de platino, tiene carbón en abundancia, y explota uranio, niquel, cobre y otras riquezas.

En esta primera entrega hablaremos de la piedra preciosa por excelencia: el rey diamante, y en la siguiente nos ocuparemos del patrón que rige la economía mundial: el oro.

El diamante es un mineral compuesto por un solo elemento químico: el carbono, lo cual parece bastante zonzo, pero claro, sólo hasta que se lo ve en su estado cristalino de mayor perfección y belleza, que es cuando se constituye en un bien preciado, cuyo valor se mide en quilates, y por el cual muchos pierden la dignidad, la salud, la conciencia y/ o la vida.

He adelantado ya algunos conceptos acerca de gemología, y sobre el diamante y otras gemas volveré a dar muchas explicaciones en este blog, sin embargo, como ahora el centro de interés es Sudáfrica, este post se referirá a los yacimientos diamantíferos sudafricanos, antes que al mineral mismo.

¿Cómo son los yacimientos de diamantes de Sudáfrica?

Las acumulaciones minerales con características tales que pueden ser explotadas con beneficio económico, se conocen como yacimientos, los cuales pueden ser clasificados según el proceso o procesos geológicos que les dieron origen.

Si bien existen ya muchas clasificaciones bastante más modernas, todavía es un clásico referirse a yacimientos epigénicos (originados en procesos superficiales) e hipogénicos (de origen en fenómenos profundos).

Y hay en Sudáfrica yacimientos diamantíferos de las dos clases, que se relacionan entre sí.

 Los primeros yacimientos de diamante que se descubrieron en Sudáfrica datan de 1871, y se encontraron en la zona de Kimberley, razón por la cual las rocas portadoras de la piedra preciosa se denominaron kimberlitas.

¿Qué es una kimberlita?

La kimberlita es una roca ígnea, más específicamente intrusiva, es decir enfriada en el interior de la cámara, y por ende el yacimiento que genera es de tipo hipogénico, es decir de grandes profundidades.

Debido a ese emplazamiento profundo, el enfriamiento y solidificación, por ocurrir en entornos de altas temperaturas sucede muy lentamente, dándole tiempo a los átomos a migrar y reunirse de manera ordenada en cristales de gran tamaño y perfección, que son precisamente los que constituyen las gemas.

El carbono (C) que forma el diamante tiene punto de fusión alto, por lo cual se encuentra entre los primeros en cristalizar (ya que al requerir alta temperatura para mantenerse fundido, un leve descenso en la misma lo conduce a la solidificación), y dado que la mezcla magmática remanente (magma) todavía tiene muchos elementos que le confieren densidad, los diamantes pueden mantenerse dispersos en la masa, sin caer al fondo por su peso.

De allí que constituyan el tipo de yacimiento que se conoce como diseminado ya que los elementos valiosos están repartidos en toda la roca como las frutas en un pan dulce. La roca denominada kimberlita como ya les expliqué, es de carácter ultrabásico, lo que le da una cierta fluidez, que le permite ascender por las grietas de las rocas de caja, buscando el sentido del alivio de la presión.

De esa manera, se forman chimeneas diamantíferas cuya explotación es bastante costosa porque hay que remover gran cantidad de material estéril para extraer los diamantes. El precio de la piedra, no obstante, generalmente justifica las inversiones.

¿Qué otros yacimientos de diamantes hay en Sudáfrica?

Como ya les adelanté, Sudáfrica cuenta también con el otro tipo de depósito, que es más fácilmente explotable: el epigénico, que sucede a nivel de la superficie y en este caso es resultado de una concentración mecánica.

Este tipo de yacimiento se conoce como «placer», (y díganme si no sería un placer encontrar uno), y supone una larga secuencia de eventos concatenados.

¿Cómo se forma un placer diamantífero?

Primero, debe existir una roca madre como la kimberlita, que haya ascendido hasta quedar expuesta a la meteorización y/o a la erosión, de manera que la propia naturaleza se encargue durante ese desgaste de liberar los cristales desde su matriz original, y ponerlos a disposición de un agente de transporte como el agua, que los movilice distancias variables.

Debido a la alta densidad del diamante, tan pronto como haya un descenso en el caudal de agua o en su velocidad, los diamantes se depositan y los demás materiales siguen en tránsito. De esa manera se produce una selección que concentra las piedras preciosas en determinados sitios que son los ya mencionados placeres.

Los placeres de Sudáfrica se ubican fundamentalmente en el distrito de Lichtenburg y tienen algunos rasgos particulares que tal vez sean motivo de otros posts, para no abusar ahora de su paciencia.

Espero que les haya interesado el tema. Un abrazo, Graciela

El mapa ha sido tomado de http://maps.google.com.ar/maps/place?rls=com.microsoft:en-US&oe=utf8&rlz=1I7ADFA_es&redir_esc=&um=1&ie=UTF-8&q=mapa+de+sudafrica&fb=1&gl=ar&ftid=0x1c34a689d9ee1251:0xe85d630c1fa4e8a0&ei=Q-cKTJXpDcT48AaKycXtCw&sa=X&oi=geocode_result&ct=title&resnum=1&ved=0CBwQ8gEwAA

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Nuevamente salgo a la palestra a tratar de explicar un evento que ha sorprendido por su intensidad, antes de haber realizado una presentación sistemática del tema, pero así nos viene empujando la Naturaleza que anda bastante revoltosa últimamente.

Ahora se trata específicamente de lo que viene aconteciendo hace varios días en Islandia, con la erupción que ha alterado los planes de vuelo en gran cantidad de aeropuertos europeos.

Desde el martes 13 de abril, el volcán Eyjafjalla, al sur de Islandia, viene proyectando una nube de cenizas sobre un área que se extiende cada vez más hacia el sur y oeste, manteniendo en vilo a los controladores aéreos y a los pasajeros de toda clase de transportes aéreos.

Mapa interactivo con la ubicación del volcán Eyjafjalla en Islandia

¿Qué es una erupción volcánica?

Es una de las muchas manifestaciones de los procesos ígneos, que forman parte integrante de la geodinámica interna o ciclo endógeno de la Geología.

Más específicamente es la liberación desde el interior de una cámara magmática, de algunos de los materiales que constituyen un magma.

Magma es la roca fundida por efectos de la presión y temperatura, a profundidades variables en el interior de la corteza terrestre.

¿Por qué se dice que ésta es una emisión de cenizas?

Porque en una erupción pueden liberarse materiales en tres estados diferentes: líquidos, en cuyo caso se trata de lavas volcánicas; gaseosos; o como en este caso, sólidos.

Los materiales sólidos son conocidos como piroclastos (de pyros= fuego, y clastos= fragmento).

Los piroclastos a su vez, pueden ser de muy diversos tamaños (cosa que veremos en otros posts) y el más pequeño de los tamaños posibles corresponde precisamente a las cenizas, que debe aclararse no son producto de la combustión como el nombre parece indicar, sino de la fina fragmentación de materiales que se solidifican al ser despedidos desde una cámara a temperaturas de entre 600 y 1400° C, hacia una atmósfera que se encuentra normalmente por debajo de los 40° C.

¿Cuándo se produce una erupción?

En una de dos situaciones extremas:

• cuando la salida de materiales se encuentra largamente obstruida, y se junta tal presión que parte de la cámara magmática literalmente explota con enorme violencia.
• cuando por alguna causa se abren caminos al material volcánico que le permiten salir hacia la superficie con bastante menor violencia que en el caso anterior, pero por lo general durante períodos más prolongados.

El último ha sido el caso en Islandia, donde los materiales fueron expulsados hacia arriba, en el sentido de las presiones decrecientes, como parte de un fenómeno global activado por la tectónica de placas, ¡cuándo no!

¿Cómo se relaciona este volcán con la Tectónica de placas o Tectónica Global?

Este volcán es uno de los tantos fenómenos ígneos que se presentan en Islandia, que de por sí es una isla prácticamente por completo generada en ese tipo de procesos.

Si miran el mapa, notarán que Islandia (cuya posición es entre el noroeste del Reino Unido y  el sudeste de Groenlandia) se encuentra enteramente asentada sobre una de las líneas de contacto entre placas.

Tal vez sea éste el momento de recomendarles que refresquen lo poquito que ya adelanté acerca de los tipos de contactos entre placas que existen.

Pues bien, en este caso se trata de un contacto divergente, en el que el centro del Océano Atlántico se está abriendo y dejando de paso, espacio para la salida de magmas basálticos.

Islandia es un resultado de esa emisión de basaltos, y es una de las zonas con más actividad ígnea que se conocen. Lo cual no quiere decir que sea necesariamente muy rica en volcanes, pero eso ya es tema para otros posts.

Lo concreto es que en el interior de la isla hay zonas de Rift, que es el nombre que le damos los geólogos a una apertura que permite el ascenso de material fundido hacia la superficie, donde se solidifica, generando nuevos territorios de origen ígneo.

En algunos casos esas áreas de ascenso de material constituyen volcanes, como el Eyjafjalla, que ahora es el inquieto.

¿Cómo fue el mecanismo disparador de esta erupción?

Vuelvan a mirar el mapa, y verán que este contacto divergente sobre el que está montada Islandia es entre la placa Norteamericana y la Euroasiática. Casualmente o mejor dicho «causalmente», el terremoto en México se debió al movimiento de la primera de ellas, lo cual modificó las posiciones relativas de ambas, y por ende de su contacto.

No hay por qué asombrarse entonces de que el vulcanismo comience también a manifestarse, como ya contesté hace varios días a alguna pregunta de los lectores del blog.

¿Este fenómeno puede prolongarse varios días?

Por supuesto, mientras se mantenga la actual inestabilidad de las placas, éste y más episodios volcánicos pueden esperarse.

¿Podría haber más daños en el área actualmente afectada?

Ahora les sugiero que miren el mapa de Islandia acá abajo, el volcán se encuentra bajo el glaciar de Eyjafjallajökull, que podría verse afectado por el aporte térmico del volcán, generando un derretimiento con la consecuente inundación, y eventuales corrientes de lodo y material volcánico, que se conocen como lahares y que pueden ser destructivas a su paso.

¿Por qué se complicaron los vuelos?

Porque la nube que avanza sobre el continente europeo, no sólo oscurece la atmósfera, lo cual no sería el peor problema, ya que pocos vuelos dependen de la visibilidad; sino que es potencialmente una amenaza para los aviones porque contiene partículas de roca, cristal y arena que pueden destruir las turbinas y llegar a parar los motores.

¿Es verdad que se puede producir un enfriamiento del clima?

Si las emisiones continúan un tiempo suficiente como para que las partículas en suspensión lleguen a interferir con el ingreso de la radiación solar, eso es posible.

Bueno, chicos, les quedo debiendo muchos de los fundamentos teóricos de estas explicaciones que me veo obligada a simplificar al máximo, porque llegan antes que el análisis sistemático de los procesos involucrados.

A los responsables y trabajadores de medios de comunicación que estén interesados en informarse para realizar notas sobre desastres naturales, los invito a visitar el post que escribí sobre Geología para periodistas y comunicadores.

Espero que de todos modos puedan entender todo, y si no, ya saben dónde encontrarme…

Un abrazo, Graciela

P.D: el mapa de Islandia lo he tomado de un paper de R.G. Trännes, del Nordic volcanological Institute, University of Iceland, titulado Geology and geodynamics of Iceland

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