Moho

Una roca puede guardar dentro de sus minerales una cantidad increíble de informaciones que están allí esperando a quien sepa leerlas. Entre las más sorprendentes, está la información sobre la temperatura ambiente cuando se formaron sus minerales o incluso la historia de la temperatura a lo largo de su existencia. La clave para descifrar estos mensajes está en el estudio de los isótopos de diferentes elementos. Uno puede clasificar los isótopos de los elementos químicos en dos clases:

(1) los isótopos radiactivos, cuando sus núcleos cambian con el tiempo transformándose (decayendo) en otros elementos. Este tipo de isótopos es el medio principal para estimar la edad de una roca o un fósil, así que uno puede imaginar que para aquellos que estudian la historia de la Tierra son un instrumento valiosísimo. Un ejemplo es el famoso Carbono-14.

(2) los isótopos estables. Que siendo tan estables, uno pensaría que pierden la gracia. Si quieren leer una introducción a este tema les recomiendo el capítulo 9 de las magníficas notas de Geoquímica de William White (pueden encontrarlas aquí). Uno de los isótopos estables más conocidos es el Oxígeno-18 presente entre otros en el agua (hay en promedio 3 moléculas de agua con Oxígeno 18 por cada 200 moléculas de agua con Oxígeno 16, el más abundante). Como lo explica David Goldsmith (aquí), siendo más pesada el agua con isótopo O18, es más difícil de evaporar y de transportar en altitud. Así, de manera simple uno esperaría que el porcentaje de O18 disminuya con la altura. El problema es que el porcentaje de O18 es afectado por otros factores como la temperatura e incluso la latitud del sitio estudiado.

La semana pasada apareció publicado un hermoso ejemplo de aplicación del estudio de los isótopos estables de Oxígeno y Carbono en carbonatos formados dentro del suelo para determinar a qué velocidad se elevó la Cordillera de los Andes. Lo original en este caso es que en lugar de analizar los isótopos de estos dos elementos por separado, vieron que el Oxígeno 18 y el Carbono 13 estaban enlazados gracias a una reacción química estable en los carbonatos. Cuando la temperatura de formación de los trozos de carbonatos del suelo aumentaba el porcentaje de enlaces de Oxígeno 18 y el Carbono 13 disminuía. Es decir si se cuentan los enlaces puede saberse la antigua temperatura. ¡Estos enlaces son un termómetro fósil!

Ahora si se compara la temperatura del suelo obtenida con los enlaces Oxígeno 18 y el Carbono 13 con (1) La variación de la températura con la altitud (todos hemos visto que cuando uno sube una montaña, hace más frío en la cima que en su base) (2) el porcentaje de oxígeno 18 que como vimos varía con la altitud y la temperatura. ¡Así se puede tener también un altímetro fósil!.

Figura Restricciones en la historia de elevación del altiplano (cuadros coloreados con las barras de error) y restricciones paleobotánicas. Las flechas indican la historia de la elevación que explica mejor todos los datos. (Ghosh et al. Science 27 January 2006:Vol. 311. no. 5760, pp. 511 - 515).

De esta manera pudieron determinar que entre 10 y 7 millones de años atrás el altiplano boliviano ¡se elevó 3000 metros!. El levantamiento promedio es 0.12 mm/año, que es casi tres veces la tasa que puede ser explicada unicamente por el acortamiento causado por el movimiento de placas tectónicas.