Hallan, dentro de una roca, agua de un mar que existió hace 390 millones de años

Científicos del Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) han descubierto una roca que contiene agua de un mar interior de hace 390 millones de años, la cual antiguamente se ubicaba en el norte del estado de Nueva York, en Estados Unidos.

El hallazgo de este ‘bolsillo de agua de mar’ microscópico abre una vía para comprender cómo los océanos de la Tierra cambian y se adaptan al cambio climático con el pasar de los milenios.

Durante el periodo Devónico Medio, este mar interior se extendía desde el actual Michigan hasta Ontario, Canadá. Albergaba un arrecife de coral que rivalizaba con la Gran Barrera de Coral de Australia. Escorpiones marinos del tamaño de una camioneta patrullaban las aguas que hospedaban criaturas ahora extintas, como los trilobites y los primeros ejemplos de cangrejos herradura.

Pero, eventualmente, el clima cambió y, junto con ese cambio, la mayoría de las criaturas y el mar mismo desaparecieron, dejando solo restos fósiles incrustados en sedimentos que finalmente se convirtieron en la muestra de roca de pirita utilizada en el experimento actual.

“Descubrimos que, en realidad, podemos extraer información de estas características minerales que podrían ayudar a informar estudios geológicos, como la química del agua de mar de la antigüedad”, dijo en un comunicado Sandra Taylor, primera autora del estudio y científica del PNNL.

Taylor lideró los análisis en colaboración con los geoquímicos Daniel Gregory de la Universidad de Toronto y Timothy Lyons de la Universidad de California, Riverside. El equipo de investigación informó sobre su descubrimiento en la edición de diciembre de 2022 de Earth and Planetary Science Letters.

Los ‘bolsillos de agua de mar’ más pequeños descubiertos

Muchos tipos de minerales y gemas contienen pequeñas bolsas de líquido. De hecho, algunas piedras preciosas son apreciadas por sus burbujas de líquido que atrapan la luz en su interior. Lo que es diferente en este estudio es que los científicos pudieron revelar lo que había dentro de las bolsas de agua más pequeñas, utilizando microscopía avanzada y análisis químicos.

Los investigadores usaron muestras de rocas como evidencia para reconstruir cómo ha cambiado el clima durante el largo periodo de tiempo geológico.

“Usamos depósitos minerales para estimar la temperatura de los océanos antiguos”, dijo Gregory, geólogo de la Universidad de Toronto y uno de los líderes del estudio. Pero hay, relativamente, pocos ejemplos útiles en el registro geológico.

“Los depósitos de sal de agua de mar atrapada [halita] son relativamente raros en el registro de rocas, por lo que faltan millones de años en estos datos y lo que sabemos actualmente se basa en algunas localidades donde se encontró halita”, dijo Gregory.

Por el contrario, la pirita se ubica en todas partes. “El muestreo con esta técnica podría abrir millones de años del registro geológico y conducir a una nueva comprensión del clima cambiante”.

“Miniburbujas” dentro del mineral

El equipo de investigación estaba tratando de comprender otro problema ambiental, la lixiviación de arsénico tóxico de las rocas, cuando notaron los pequeños defectos. Los científicos describen la apariencia de estos minerales de pirita en particular como framboides, derivados de la palabra francesa para frambuesa, porque se ven como grupos de segmentos de frambuesa bajo el microscopio.

“Primero, observamos estas muestras a través del microscopio electrónico y vimos este tipo de miniburbujas o minicaracterísticas dentro del framboide y nos preguntamos qué eran”, dijo Taylor.

Usando las técnicas de detección precisas y sensibles de la tomografía de sonda atómica y la espectrometría de masas, que pueden detectar cantidades minúsculas de elementos o impurezas en los minerales, el equipo descubrió que las burbujas contenían agua y que su química salina coincidía con la de los mares antiguos.

Estos tipos de estudios también tienen el potencial de proporcionar información interesante sobre cómo almacenar de forma segura hidrógeno u otros gases bajo tierra.

“Se está explorando el hidrógeno como una fuente de combustible baja en carbono para diversas aplicaciones energéticas. Esto requiere poder recuperar y almacenar de forma segura grandes cantidades de hidrógeno en depósitos geológicos subterráneos. Por lo tanto, es importante comprender cómo interactúa el hidrógeno con las rocas”, dijo Taylor.

“La tomografía con sonda atómica es una de las pocas técnicas en las que no solo se pueden medir los átomos de hidrógeno, sino que también se puede ver dónde va en el mineral. Este estudio sugiere que pequeños defectos en los minerales podrían ser trampas potenciales para el hidrógeno. Entonces, al usar esta técnica, podríamos descubrir qué está sucediendo a nivel atómico, lo que luego ayudaría a evaluar y optimizar las estrategias para el almacenamiento de hidrógeno en el subsuelo”.