Ciencia España , Segovia, Jueves, 23 de diciembre de 2010 a las 14:23

Una investigación analiza los minerales de fondos oceánicos y su relación con el clima

Un geólogo segoviano participa en proyecto internacional que trata de desvelar las claves de la historia paleoclimática de la Tierra

Laura Hernández/DICYT El proyecto GLOBANT Portales Oceánicos Antárticos y cambio global trabaja desde 2008 desde diversas disciplinas (estudios tectónico-magmáticos, geodinámicos, sedimentarios y paleoceanográficos) para comprender la historia paleoclimática de la Tierra a largo plazo desde las condiciones de efecto invernadero en el Terciario inferior al paso a las condiciones de Tierra glaciar durante el Terciario superior y Cuaternario, y establecer el papel jugado por la apertura y cierre de portales oceánicos en el desarrollo del casquete polar Antártico y los cambios climáticos asociados.

 

Mediante el uso de las tecnologías más novedosas disponibles en el mar para geofísica y toma de muestras de rocas y sedimentos, el proyecto coordinado por los investigadores Andrés Maldonado (Consejo Superior de Investigaciones Científicas, CSIC) y Luis Somoza (Instituto Geológico y Minero de España, IGME) pretende analizar los márgenes continentales y las cuencas oceánicas del Pacífico Sur y Oriental, el Paso de Drake, y los mares de Scotia y Weddell con el fin de desarrollar un buen conocimiento de la cinemática de placas pasada y presente, procesos en el manto, desarrollo de márgenes, subsidencia de la corteza y procesos de levantamiento orogénico.

 

Además, pretende conocer mejor el establecimiento de la circulación oceánica pasada por medio del estudio de los cambios registrados en los sedimentos oceánicos profundos. Estos estudios se basan en conceptos de estratigrafía sísmica secuencial y el análisis de técnicas paleoceanográficas y actuales para establecer la evolución de la circulación profunda en los mares del sur y los cambios climáticos asociados.

 

Este proyecto del Plan Nacional de I+D+i cuenta con la participación de 29 investigadores de diversos organismos internacionales, entre otros el British Antarctic Survey, el departamento de Geología Marina del INETI (Portugal), la Universidade Fluminense de Brasil, la Academia Rusa de Ciencias y el Research School of Earth Sciences de la Australian National University; y nacionales, como el IGME, el Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra, el Instituto Español de Oceanografía y los departamentos de Geociencias de las Universidades de Vigo, Barcelona y Granada.

 

El geólogo segoviano especialista en recursos minerales marinos e investigador del Instituto Geológico y Minero de España (IGME) Javier González Sanz trabaja en el estudio de las mineralizaciones de costras de manganeso que aparecen asociadas a dorsales oceánicas y márgenes continentales de los mares de Scotia y Weddell. Éstas se forman por precipitación de óxidos de hierro y manganeso a partir del agua oceánica sobre las rocas del fondo marino. González apunta que “la formación de costras es muy lenta, apenas unos pocos milímetros cada millón de años, por lo que una costra de algunos centímetros de grosor puede tener una edad de varios millones de años”.

 

“Archivadores de historia”

 

A través del análisis textural, mineralógico y geoquímico de estas mineralizaciones “se pueden buscar marcadores que sirvan para determinar características paleoceanográficas de la cuenca oceánica en el momento preciso en que esa parte de la costra de manganeso crecía. Estos minerales marinos son algo así como “archivadores” de la historia de los océanos”. El investigador señala la peculiaridad de la región del mar de Scotia, “donde estamos estudiando estas mineralizaciones”, ya que es punto de confluencia de masas de agua oceánicas, donde converge el agua antártica profunda y el agua circumpolar antártica. Es un lugar clave, donde las aguas profundas del mar de Weddell incorporan la mayor parte del agua fría de los océanos, así como la corriente circumpolar antártica proporciona la única unión entre los océanos Atlántico, Pacífico e Índico, facilitando el transporte de calor, sales y nutrientes a través de la Tierra.

 

En este tiempo “hemos observado cambios importantes en el interior de las costras que estamos interpretando”. Una de las muestras estudiadas, que tiene una edad de en torno a 14 millones de años, según las dataciones geoquímicas, “ha permitido observar la presencia de eventos de caída de escombros provenientes de deshielo glaciar”. Estos parecen hacerse más frecuentes y significativos en los últimos 2’5 a 3 millones de años de crecimiento de la costra, marcando la sucesión de ciclos glaciares e interglaciares del Cuaternario.

 

“Hemos observado comportamientos geoquímicos cíclicos para elementos como hierro, manganeso o silicio que podrían corresponderse con ciclos climáticos. Algunos de los cambios geoquímicos estudiados como los incrementos de los contenidos en cobalto, cerio y manganeso deben ir ligados a condiciones de crecimiento muy lento de las costras que podrían relacionarse con ciclos glaciares pasados. Haciendo una buena caracterización mineralógica y geoquímica, en la que incluyamos análisis isotópicos y dataciones, podemos llegar a poner edad e identificar los eventos paleoclimáticos”, destaca.

 

Huellas de vida a 2.000 metros de profundidad y a cero grados 
 
González Sanz apunta que una de las principales aportaciones ha sido encontrar restos de vida en las costras de manganeso analizadas. En este sentido, “hemos localizado huellas de actividad de microorganismos extremófilos, seres vivos que se mantienen en condiciones imposibles para la supervivencia de la mayoría de especies, que viven a 2.000 metros de profundidad con una temperatura del agua cercana a cero grados Celsius, en oscuridad total y a elevadas presiones hidrostáticas”. Además, describe que los microorganismos forman estructuras tubulares huecas, de tamaño de micras, que aparecen tapizadas por óxidos de manganeso en su pared externa. Se trataría probablemente de algún tipo de bacteria u hongo que usaría el manganeso en su proceso vital, algo así como bio-constructores de mineralizaciones, microscópicos pero numerosísimos, “que con el paso del tiempo darían lugar a biomineralizaciones”. Se trataría de especies altamente especializadas, que usan el manganeso (Mn) en sus procesos vitales. “Oxidan el Mn2+ del agua oceánica para formar óxidos y en ellos se adsorben una gran cantidad de elementos de interés estratégico”, comenta. Estos microorganismos son concentradores de elementos de interés económico para la industria y la tecnología. “Si llegamos a conocer bien los procesos bio-geoquímicos que llevan a cabo podríamos aplicar los resultados a campos diversos como la obtención de metales o la bio-remediación de aguas y suelos contaminados”. Además, su estudio tiene interés desde el punto de vista biológico y farmacológico (por ejemplo, anticancerígenos). Por otro lado, su análisis puede ofrecer claves para entender mejor la historia del planeta. “Hay mineralizaciones de manganeso ligadas a microorganismos que se encuentran en el registro fósil de la Tierra de hace más de 2.000 millones de años, en depósitos que los geólogos conocemos como BIF” (Banded Iron Formation), señala. El estudio de los fondos marinos puede dar pistas de cómo eran los mares y océanos, la atmósfera y el clima de aquella Tierra primitiva. También se podrán aplicar las investigaciones a la búsqueda de vida o huellas de su presencia presente o pasada en otros planetas, como en Marte. En la próxima campaña antártica a bordo del BIO Hespérides, previsiblemente en 2011, “nos gustaría muestrear costras de manganeso en más bancos y dorsales submarinas de los mares de Scotia y Weddell”, agrega. Los resultados se han presentado a foros y congresos internacionales como el 10th International Conference on Gas in Marine Sediments (Siberia, 2010) o la XXX Reunión de la Sociedad Española de Mineralogía (Madrid, 2010).