Una roca con muchas perspectivas

El Alum Shale, aquí un ejemplo de un depósito costero, consta de clastos de feldespato de cuarzo y potasio, así como conspicuos cristales de Pirita (aquí: blanco) incrustados en una matriz arcillosa. Micrografía electrónica de barrido (escala: la longitud del borde inferior de la imagen corresponde a aproximadamente 40 μm). Crédito: Schulz, GFZ

El Alum Shale del norte de Europa no solo tiene una historia de formación accidentada, relacionada con el microcontinente Báltica, sino que también tiene un gran potencial como objeto de investigación para futuras preguntas de investigación. Los geólogos utilizan la roca para reconstruir procesos de formación de petróleo y gas, e incluso se pueden identificar posibles rastros de vida pasada en Marte con su ayuda. Investigadores del Centro Alemán de Investigación de Geociencias Potsdam GFZ, junto con colegas de Canadá, China, Suiza y Dinamarca, han resumido el estado del conocimiento sobre la roca multicapa. Su artículo fue publicado en julio en la revista Reseñas de Ciencias de la Tierra.

El microcontinente ‘Báltica’

“Esta roca cuenta una historia”, dice Hans-Martin Schulz cuando habla de Alum Shale del norte de Europa. Es la historia accidentada de un microcontinente llamado “Báltica”, que se encontraba en el hemisferio sur hace unos 500 millones de años. “El microcontinente está rodeado por un mar marginal tranquilo y poco profundo”, dice el científico de la Sección de Geoquímica Orgánica del GFZ, describiendo la situación en el período desde el Cámbrico Medio hasta el Ordovícico Inferior. Las plantas terrestres más altas aún no existen y la superficie del Báltica está expuesta al viento y al clima. “El clima de las rocas y los escombros y el polvo se llevan al mar. Junto con componentes de algas y otros microorganismos, se filtran a través de las capas del mar marginal en calma y se depositan capa por capa en el agua del fondo libre de oxígeno”, continúa Schulz. Estos depósitos de minerales orgánicos se fosilizan y forman la piedra arcillosa oscura que forma el actual Alum Shale. Durante millones de años, Baltica migró hacia el norte y ahora está integrada en el norte de Europa. “Casi 500 millones de años después, el mar Báltico se forma en el Báltico”, concluye Schulz en la primera parte de la historia.

Formación de petróleo y gas en fases

Durante tres años, el grupo de Schulz y sus colegas internacionales han estado revisando sus propios datos y los de otros grupos de investigación. En su sinopsis completa, también describen las diferentes fases de la formación de petróleo y gas durante el desarrollo de Baltica. Partes del microcontinente se hunden a profundidades de varios miles de metros durante la migración. El aceite se forma bajo la influencia del calor geotérmico. “El petróleo que se generó en ese momento ahora se produce en la isla sueca de Gotland y en el Mar Báltico frente a la costa polaca”, explica Schulz.

Otras partes del microcontinente se encuentran más cerca de la superficie, por ejemplo, en lo que ahora es el sur de Suecia. Allí, hace unos 300 millones de años, tiene lugar una mayor expansión de la corteza terrestre. El magma escapa, cuyo calor hace que se forme más petróleo crudo en la lutita de alumbre. “Estos depósitos más bien regionales están encerrados en la roca”, describe el geólogo. Al final de la última edad de hielo, hace unos diez mil años, el agua dulce del deshielo penetra aquí en el esquisto. “Se encuentra con pequeñas inclusiones de agua de mar antigua. Contienen bacterias que han sobrevivido durante millones de años”, describe Schulz. El agua dulce los despierta a una nueva actividad y es posible que el agua de deshielo contenga más bacterias. Los microbios descomponen los componentes del aceite y forman gas metano.

Influencia del uranio

Y ese no es el final de la historia: aunque todavía hay mucho material orgánico, el potencial de formación de aceite de Alum Shale está disminuyendo. Esto se debe a que contiene uranio, cuya radiación altera los compuestos de carbono encerrados durante largos períodos de tiempo, “con consecuencias fatales para la formación de petróleo”, como dice Schulz. “Las largas cadenas están rotas”, explica. “Lo que queda son hidrocarburos en forma de anillo, predominantemente anillos de benceno, que están unidos entre sí”. Estos cambios impiden la formación adicional de petróleo a partir de los restos orgánicos de la vida cámbrica y ordovícica. El uranio probablemente se originó en las rocas que se erosionaron en Báltica y se asentaron en el mar. “Y el agua de mar también contiene uranio disuelto, por lo que parte del metal radiactivo podría haber sido absorbido por los sedimentos”, añade Schulz.

El esquisto de alumbre tiene muchos talentos

El investigador de GFZ y su equipo están investigando la importancia de las concentraciones muy altas de uranio en lugares en Alum Shale: “¿Puede el material orgánico alterado por el uranio todavía alimentar una biosfera profunda?” se preguntan en estudios en curso, por ejemplo. ¿O la fisión radiactiva de los hidrocarburos evita que los microbios sobrevivan a grandes profundidades? Y no es solo la influencia del uranio en la vida microbiana lo que le interesa. “The Alum Shale es una roca con muchos talentos”, dice Schulz. “Podemos estudiar numerosos procesos en él a diferentes profundidades, en diferentes grados de madurez del material orgánico, diferentes concentraciones de uranio y, a veces, condiciones extremas”.

El Alum Shale puede incluso tener respuestas a la pregunta de la vida pasada a una distancia de 70 millones de kilómetros de la Tierra: se han encontrado componentes orgánicos en Marte que tienen similitudes estructurales con los encontrados en Alum Shale. Y de manera similar a la lutita terrestre que contiene uranio, estas moléculas fueron expuestas al cósmico igualmente radiactivo durante largos períodos de tiempo. “Así que estos compuestos de hidrocarburos podrían ser los restos alterados de organismos similares a nuestras bacterias anteriores”, explica Schulz. “El Alum Shale sirve como un análogo de Marte para que podamos interpretar los posibles rastros de vidas pasadas en nuestro planeta vecino”.

¿Conocimientos sobre la disposición final de desechos nucleares?

Para nosotros en la Tierra, otro aspecto de su investigación es de actualidad: además de las sales y los granitos, la lutita es un candidato para la disposición final de los desechos nucleares. “También tenemos ideas para proyectos futuros sobre esto”, revela Schulz. “En el centro de esto está la cuestión de la vida microbiana durante largos períodos de tiempo en el Alum Shale rico en uranio y de baja porosidad, pero esa historia está en otra página”.



Source: Phys.org – latest science and technology news stories by phys.org.

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