Analizan el magma hallado durante una perforación a dos kilómetros de profundidad

Unos geólogos que en 2009 estaban realizando una perforación para abrir un pozo con el que examinar la actividad geotérmica del subsuelo cerca del volcán de Krafla, en Islandia, tropezaron con un problema para el que no estaban preparados: magma (roca fundida o lava subterránea) que fluyó inesperadamente en el pozo a una profundidad de 2,1 kilómetros, forzando a los investigadores a detener su trabajo de perforación. Sin embargo, aunque el flujo de magma truncó aquel proyecto, les ha dado a los científicos una oportunidad única para estudiarlo y evaluar un sistema geotérmico muy caliente como fuente de energía.

(NCYT) Wilfred Elders, profesor emérito de geología en el Departamento de Ciencias de la Tierra en la Universidad de California en Riverside, ha dirigido el equipo de investigación.

El pozo que habían estado excavando había sido diseñado inicialmente para buscar recursos geotérmicos hasta 4,5 kilómetros de profundidad.

Actualmente, un tercio de la energía eléctrica y el 95 por ciento de la calefacción de las viviendas en Islandia se producen a partir de vapor y agua calientes que están presentes de manera natural en terrenos volcánicos.

El aspecto económico de generar electricidad a partir de tal vapor geotérmico mejora cuanto más altas sean su temperatura y su presión. Dado que cuanto mayor es la profundidad a la que se perfora en una zona caliente, más altas son la temperatura y la presión, debe ser posible llegar a una cota dónde exista un fluido más denso con un contenido muy alto de calor, pero también con una viscosidad inusualmente baja. Aunque fluidos de esta clase se usan en grandes centrales termoeléctricas que funcionan quemando carbón, nadie había tratado de usar a los que deben existir de manera natural en las zonas más profundas de las áreas geotérmicas.

Después de análisis detallados, Elders y sus colegas han comprobado, entre otras cosas, que aunque el volcán Krafla, al igual que todos los demás volcanes de Islandia, es basáltico (el basalto es una clase de roca volcánica que contiene entre un 45 y un 50 por ciento de sílice), el magma que encontraron es de riolita (una roca volcánica que contiene entre un 65 y un 70 por ciento de sílice).

Por otra parte, Elders cree que debería ser posible encontrar masas de magma razonablemente poco profundas, ya sea en Islandia o en cualquier otra parte del mundo. En el futuro, tales masas podrían convertirse en atractivas fuentes de energía.

Medir los terremotos del pasado lejano

Los terremotos son virtualmente imposibles de predecir, y capaces de causar estragos incalculables en segundos.

(NCYT) Ahora, una nueva herramienta quizás nos permita aprender de los terremotos del pasado lejano, lo cual podría aportar su granito de arena al trabajo encaminado a lograr mejores predicciones de terremotos futuros.

Los datos sismográficos, con cierta continuidad y rigor científico, de los que hoy se dispone acerca de los terremotos, sólo se remontan a poco más de un siglo atrás.

El equipo de Shmuel Marco, Eyal Hefetz y Nadav Wetzer, todos de la Universidad de Tel Aviv, ha inventado una nueva herramienta que describen como una especie de "paleosismógrafo", para ayudar a los geofísicos y a otros investigadores a obtener datos valiosos sobre los patrones de la actividad sísmica en el pasado.

El nuevo sistema, desarrollado con la ayuda de geólogos y físicos, tiene una importancia especial en las áreas donde los terremotos afectan a las masas de agua.

También puede ayudar a los ingenieros a conocer mejor lo que está en juego cuando se enfrentan al reto de diseñar y construir una nueva central hidroeléctrica. Una ubicación para una planta hidroeléctrica puede ser la mejor desde el punto de vista del aprovechamiento energético, pero poco aconsejable en términos de seguridad sísmica.

El enfoque del nuevo sistema para medir terremotos del pasado lejano se basa en analizar los patrones de los sedimentos pesados que penetran en los sedimentos ligeros ubicados directamente encima de ellos. Los resultados del análisis detallado aportan datos decisivos que permiten reconstruir un terremoto del pasado en sus parámetros básicos

El inesperado y crucial papel del cuarzo en la tectónica de placas

Durante décadas, diversos estudios han confirmado que la deformación a gran escala de los continentes se produce de forma repetitiva en algunas regiones y no en otras, aunque no se conocen bien las razones de esta distribución. Ahora, los hallazgos hechos en un nuevo estudio aportan algunos datos esclarecedores sobre la cuestión, pero también una sorpresa inesperada.

(NCYT) Los terremotos, la formación de montañas y otras manifestaciones de la tectónica continental dependen del movimiento de las rocas en respuesta a las tensiones estructurales.

Se sabe que la tectónica responde a los efectos de la gravedad, pero hay menos datos acerca de las propiedades del desplazamiento rocoso y cómo varían dependiendo del lugar.

Los científicos han observado que los cinturones de montañas y las zonas de grandes fisuras se han formado una y otra vez en los mismos lugares durante largos períodos de tiempo.

El geofísico Tony Lowry de la Universidad Estatal de Utah y su colega Marta Pérez-Gussinyé de la Royal Holloway (Universidad de Londres), han llegado a la conclusión de que el cuarzo es la clave de todo.

Quien haya viajado alguna vez hacia el oeste, desde las Grandes Llanuras de la región central de Estados Unidos, en dirección a las Montañas rocosas, posiblemente se habrá preguntado por qué las llanuras de repente dejan paso a picos montañosos abruptos en un lugar concreto. La explicación a este ejemplo puesto por Lowry, y a otros, es, según las conclusiones del nuevo estudio, un tanto inesperada: "Resulta que la corteza debajo de las llanuras casi no tiene cuarzo, mientras que las Montañas Rocosas son muy ricas en él", explica Lowry.

Los autores del nuevo estudio piensan que esos cinturones de cuarzo podrían ser el catalizador que pone en marcha el ciclo de desplazamiento de rocas que conduce a la formación de las montañas, y han descrito un nuevo enfoque para medir las propiedades de la corteza profunda.

Su trabajo pone de manifiesto el papel clave del cuarzo en la iniciación de la cadena de fenómenos geológicos que hacen que la superficie de la Tierra se resquebraje, se arrugue, se pliegue y se reconfigure en forma de montañas, llanuras y valles.

Algunos volcanes submarinos experimentan erupciones explosivas

De un 75 a un 80 por ciento de la actividad volcánica en la Tierra tiene lugar en las cordilleras submarinas, ubicadas a gran profundidad. La mayor parte de estos volcanes produce flujos abundantes de lava, más que erupciones volcánicas explosivas, tanto porque los niveles de gases magmáticos que alimentan a las explosiones, y entre los cuales destaca por su importancia el CO2, tienden a ser bajos, como porque los volcanes se encuentran bajo la gran presión del agua de las profundidades.

(NCYT) Sin embargo, durante los últimos diez años aproximadamente, los geólogos han especulado, sobre la base de la existencia de cenizas volcánicas en algunos sitios, que las erupciones explosivas también pueden darse en los volcanes submarinos ubicados a gran profundidad. Pese a esta sospecha, nadie había podido demostrarlo hasta ahora.

El equipo de Christoph Helo del Departamento de Ciencias Terrestres y Planetarias de la Universidad McGill, en Canadá, ha descubierto ahora concentraciones muy elevadas de CO2 en las gotitas de magma atrapadas en cristales extraídos de los depósitos de ceniza de origen volcánico ubicados en la Dorsal Juan de Fuca, frente a la costa de Oregón.

Estas gotas atrapadas representan el estado del magma antes de la erupción. Como resultado, Helo e investigadores de la Universidad McGill, el Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterrey, y el Instituto Oceanográfico de Woods Hole, han demostrado que sí puede haber erupciones explosivas en los volcanes del mar profundo.

Su trabajo también demuestra que la liberación de CO2 desde el subsuelo marino hacia la atmósfera terrestre, al menos en ciertas partes de las cordilleras oceánicas, es mucho más elevada de lo que se había imaginado previamente.

Dado que las cordilleras oceánicas constituyen el sistema volcánico más grande de la Tierra, este descubrimiento tendrá importantes repercusiones para el estudio del ciclo global del carbono, un ciclo del que aún hay bastantes aspectos poco conocidos.

Mapa de la conductividad del supervolcán adormecido de Yellowstone

Se ha obtenido una "fotografía" de la conductividad eléctrica del enorme penacho subterráneo de roca caliente y parcialmente fundida que alimenta al supervolcán de Yellowstone. La imagen sugiere que el penacho es aún más grande de lo que parecía en las imágenes anteriores creadas mediante ondas sísmicas.

(NCYT) La nueva "foto" la ha tomado el equipo de los geofísicos Michael Zhdanov, de la Universidad de Utah, y Robert B. Smith del Observatorio del Volcán de Yellowstone.

En un estudio anterior, de 2009, Smith se valió de ondas sísmicas generadas por terremotos para crear las imágenes sísmicas más detalladas hasta el momento de las entrañas tórridas de Yellowstone. Las ondas sísmicas se mueven más rápido a través de roca fría, y más lento a través de roca caliente. Las mediciones de las velocidades de las ondas sísmicas se usaron para crear una imagen tridimensional.

Las imágenes de 2009 mostraban que el penacho de materia rocosa caliente y fundida desciende desde Yellowstone en un ángulo de 60 grados y se extiende unos 240 kilómetros al oeste-noroeste hasta un punto a por lo menos 660 kilómetros bajo la frontera de Montana con Idaho, lo más lejos que se pudo "ver" con las ondas sísmicas.

En el nuevo estudio, las imágenes de la conductividad eléctrica del penacho de Yellowstone, obra de rocas fundidas de silicato y agua salada caliente mezcladas con rocas parcialmente fundidas, muestran que la parte conductiva del penacho desciende más suavemente, en un ángulo de unos 40 grados al oeste, y se extiende unos 640 kilómetros de este a oeste. La imagen geoeléctrica permite "ver" hasta sólo unos 320 kilómetros de profundidad.

Toda información que se obtenga sobre la actividad geotérmica de Yellowstone es importante ya que este supervolcán, por ahora adormecido, experimentó tres erupciones colosales, hace 2 millones de años, 1,3 millones, y 640.000 años. Estas explosiones fueron 2.500, 280 y 1.000 veces mayores, respectivamente, que la erupción del Monte Santa Helena en 1980. Estas erupciones cubrieron hasta casi la mitad de Norteamérica con una capa de cenizas de muchos centímetros de grosor.

Formación de hidrocarburos a temperaturas y presiones extremas en el subsuelo profundo

Un nuevo estudio mediante simulaciones digitales revela cómo pueden formarse hidrocarburos en el subsuelo profundo de la Tierra, donde reinan condiciones extremas de presión y temperatura.

(NCYT) Los hidrocarburos, formados por hidrógeno y carbono, son los "ladrillos" principales de los que está hecho el petróleo.

Los geólogos y los geoquímicos opinan que casi todos los hidrocarburos (por encima del 99 por ciento) presentes en el petróleo producido comercialmente, tienen un origen biológico, habiéndose formado por la descomposición de los restos de organismos que quedaron enterrados bajo capas de sedimentos de la corteza terrestre.

Pero los hidrocarburos de origen puramente químico, es decir abiogénicos, podrían producirse en ciertos escenarios geológicos, a mayor profundidad en la corteza terrestre o incluso ya en el manto.

Entre estos escenarios podrían figurar las zonas de subducción, tal como apunta Giulia Galli, de la Universidad de California en Davis y coautora del nuevo estudio, en el que también han trabajado colegas suyos de la misma universidad así como científicos de otras entidades.

Aunque resulta inevitable pensar en la posibilidad de explotar estas hipotéticas reservas de crudo, no es una opción razonable. La línea de investigación abordada en este estudio no va encaminada a buscar nuevas fuentes de petróleo sino a conocer mejor el ciclo del carbono en la Tierra.

Revelaciones inesperadas sobre la química oceánica de 50 millones de años atrás

Mientras investigaba la ecología evolutiva de antiguos sirenios, un equipo de científicos tropezó inesperadamente con datos que podrían cambiar la idea que se tiene sobre la composición del agua de mar durante el Periodo Eoceno, hace unos 50 millones de años, un momento marcado por la aparición de los primeros mamíferos modernos.

(NCYT) Los sirenios son mamíferos acuáticos y herbívoros que viven en aguas costeras, pantanos, ríos, estuarios y humedales.

Todavía sobreviven hoy cuatro especies de sirenios, en dos familias y géneros: los dugongos, con una especie, y los manatíes (o "vacas" marinas) con tres especies.

En los sirenios también se incluye la "Vaca" Marina de Steller, extinta desde el siglo XVIII, y otras especies conocidas sólo por sus restos fósiles. El orden evolucionó durante el Eoceno, hace más de 50 millones de años.

En el nuevo estudio, Mark Clementz de la Universidad de Wyoming y Jacob Sewall de la Universidad de Kutztown en Pensilvania se valieron de la composición isotópica de fósiles de sirenios de un área geográfica y un período de tiempo amplios, para aportar datos esclarecedores al añejo debate sobre la química oceánica del Eoceno.

Los isótopos son variantes de los átomos de un elemento químico en particular, oxígeno en este caso, con una cantidad diferente de neutrones.

La mayoría de los científicos asumían que la composición isotópica del oxígeno del agua de mar en el pasado era muy similar a la actual, con valores altos en las latitudes bajas, y valores bajos en las latitudes altas.

Pero tras haber analizado el equipo de Clementz los valores isotópicos del oxígeno en los fósiles obtenidos en sitios de latitudes bajas del Eoceno, resulta que esos valores fueron en el Eoceno mucho menores de lo que se esperaba.