Ciencia
Los rayos cósmicos “tocan” toda la superficie terrestre, como lo hace la luz del Sol, pero con partículas imperceptibles. Su impacto sobre minerales como el cuarzo se puede medir en el tiempo para saber cómo era la Tierra antes de la aparición de los primeros humanos. Estudios adelantados en lugares como la Sierra Nevada del Cocuy, el altiplano norte de Antioquia y el río Farallones dan pistas sobre el clima, la erosión y la dinámica de los ríos del pasado, y aportan claves para la gestión del riesgo y la adaptación al cambio climático.
Por: Laura Franco Salazar
El análisis del pasado remoto ayuda a entender el impacto que los seres humanos han causado sobre la Tierra.
Aquella montaña enorme y maciza, que de vez en cuando resalta en el paisaje, no siempre ha estado allí. Hace millones de años quizá era un terreno plano o estaba a miles de kilómetros de distancia, en otra zona del planeta.
Con el paso del tiempo su aspecto y tamaño serán diferentes, pues las formas de la superficie terrestre existen gracias al movimiento constante: placas tectónicas que chocan y elevan montañas; erupciones volcánicas que dan origen a islas; ríos que separan montañas; hielo, vientos y lluvias que esculpen picos y valles… pero todo es muy lento, en lapsos de miles o millones de años.
La Tierra cuenta su historia mostrando las huellas imborrables que han quedado en sus estructuras, las mismas que el naturalista y escritor colombiano Joaquín Antonio Uribe celebra así en sus Cuadros de la naturaleza:
Si jamás habló la tierra, dejó al menos escritas las memorias de su infancia. […] Los caracteres de esa escritura misteriosa son los fósiles y los bloques erráticos, las lavas y los filones metalíferos. […] Allí donde pueden leer, cuando quieran, los geólogos.
Rayos cósmicos “marcan” la Tierra para siempre
La lectura de las rocas se hace con métodos de distintos tipos y niveles de sofisticación, entre los cuales uno de los más revolucionarios es la isotopía cosmogénica, apenas explorado en Colombia.
Gracias a las partículas subatómicas, los investigadores establecieron que la Piedra del Peñol –una roca de casi 200 m de altura localizada en Antioquia–, a pesar de formar parte de un altiplano labrado por ríos hace más de 21 millones de años, tardó apenas 2 millones de años en quedar completamente expuesta.
“Parece una locura, pero así funciona: fuera de nuestro sistema planetario ocurren explosiones estelares que generan ‘radiación cósmica’, una forma de alta energía que, al atravesar la atmósfera, ocasiona una ‘cascada’ de partículas subatómicas (protones, neutrones, muones, piones…) que lo ‘tocan’ todo”, explica el profesor Sergio Andrés Restrepo Moreno, geólogo adscrito al Departamento de Geociencias y Medio Ambiente de la Facultad de Minas de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín.
Estas partículas “parten” con la colisión algunas moléculas de minerales como el cuarzo, haciendo que, por ejemplo, el oxígeno y el silicio muten en berilio-10. Gracias a ellas el profesor Restrepo, en cooperación con investigadores de la Universidad de Grenoble Alpes (Francia) y EAFIT, establecieron que la Piedra del Peñol, una roca de casi 200m de altura localizada en Antioquia, a pesar de formar parte de un altiplano labrado por ríos hace más de 21 millones de años, tardó apenas 2 millones de años en quedar completamente expuesta.
“La isotopía cosmogénica revolucionó las ciencias de la Tierra, pues permite lo que ninguna otra técnica había logrado: abarcar una franja de tiempo reciente que va desde décadas, siglos y milenios hasta decenas de millones de años, lo que facilita cuantificar la temporalidad de fenómenos que no se habían podido medir”, agrega.
Para hacer estos análisis, los investigadores viajan a los lugares de interés, toman algunos kilogramos (pocos) de muestra de roca expuesta, y en el laboratorio la trituran, tamizan y separan por gravedad y susceptibilidad magnética para obtener el cuarzo, el mineral donde se almacena el berilio-10.
“De esos kilogramos queda una cantidad mínima, similar a un polvillo gris, que enviamos a los países que cuentan con los equipos para hacer las mediciones, como Francia o Estados Unidos. Cuanto más tiempo haya estado expuesta la roca mayor será la radiación, es decir, mayor concentración de berilio-10. Esos datos nos los envían y nosotros los ‘traducimos’ y contextualizamos”, agrega el profesor.
Las glaciaciones en Colombia
El hielo y la nieve que cubren los picos montañosos de Colombia tampoco son estáticos. Su cantidad, área y volumen dependen del clima: en periodos cálidos o interglaciares disminuyen, y en periodos fríos o glaciales aumentan.
Además, fluyen lento y con fuerza valle abajo, arrastrando –como un gigantesco buldócer– material rocoso que termina acumulándose en forma de morrenas, que son crestas pedregosas situadas al final (morrena frontal) o a los lados (morrena lateral) del glaciar.
Recientemente estas se han estudiado en la Sierra Nevada del Cocuy-Güicán (Boyacá), el Nevado de Santa Isabel (Parque Nacional Natural Los Nevados) y el Páramo del Sol (Antioquia), con el fin tanto de establecer la edad de los ciclos de glaciación y deglaciación como de entender el cambio climático antes del Antropoceno (antes de los humanos).
Los estudios se hicieron en el trópico, con expertos como Gordon Bromley, de la Universidad de Galway (Irlanda), y Meredith Kelly, del Darmouth College (Estados Unidos), teniendo en cuenta que este lugar, aunque es el “motor” del cambio climático y la puerta de entrada de la mayor cantidad de radiación solar, ha sido poco estudiado en este sentido.
“En las morrenas del país encontramos unos datos preliminares con los que concluimos que la deglaciación en el Máximo Tardiglaciar (inicio del deshielo que lleva al Holoceno, hace unos 11.000 años) se disparó rápido, y con diferencias temporales entre localidades, hace unos 15.000 o 17.000 años”, cuenta el geólogo.
Estos datos sirven para entender el cambio climático del pasado y sus efectos en los ecosistemas de montaña, que son reservorios de vida y agua. “Así mismo, ayudan a comprender los ritmos del cambio moderno y permiten diseñar medidas para la mitigación y la adaptación, entendiendo, por ejemplo, qué parámetros influyen más: la topografía, las fuentes de humedad o la circulación atmosférica, entre otros”.
Evolución del paisaje y riesgo para comunidades
Según la Unidad de Gestión del Riesgo de Desastres, en el último siglo cerca de 1.5 millones de personas en Colombia han sido damnificadas por avenidas torrenciales y deslizamientos de tierra por lluvias, por eso es fundamental seguir estudiando estos fenómenos de forma transdisciplinar.
Con una técnica similar, llamada isotopía geológica berilio-10, se han analizado las edades de grandes bloques de rocas arrastrados por este tipo de eventos, con el fin de establecer algunos datos de ritmo y ciclicidad.
En la cuenca del río Farallones de la cordillera Occidental (Antioquia), el profesor Restrepo y sus colaboradores encontraron que la edad aproximada de algunos de estos depósitos era de 7.000 años, lo que coincide con un periodo de lluvias muy fuertes a nivel regional.
Los resultados de esta investigación ayudan a entender los ritmos del cambio moderno y permiten diseñar medidas para la mitigación y la adaptación, entendiendo, por ejemplo, qué parámetros influyen más: la topografía, las fuentes de humedad o la circulación atmosférica, entre otros.
“Así conectamos clima y respuestas geomorfológicas pretéritas que pueden constituir amenazas para la sociedad moderna. Además, el evento pluvial se había registrado en el norte de Suramérica, el Amazonas y el Orinoco, y nosotros confirmamos que también impactó los Andes tropicales”, continúa.
Con esta información es posible desarrollar modelos fluviales asistidos por computador, para observar cómo se comportaría una creciente o una avenida torrencial al modificar parámetros como la precipitación media anual, la cobertura vegetal y las pendientes.
Cómo era el suelo de hace millones de años
El suelo se destruye por erosión, y así mismo se forma por acumulación para mantenerse productivo. Sin embargo, algunas actividades humanas como la agricultura, la ganadería y la minería, y eventos naturales como sequías, lluvias torrenciales, además de la actividad sismo-tectónica, aceleran el proceso rompiendo con el equilibrio que debe existir: la tasa de pérdida por erosión debe ser igual a la tasa de formación.
“El ser humano moderno es el principal agente geomorfológico para la remoción de suelo, superando al agua, el hielo y el viento. Con isotopía cosmogénica cuantificamos el pasado erosivo de algunos sectores de Antioquia, encontrando tasas de 0,1 a 0,02 milímetros de erosión por año (mm/año), mientras que hoy solo la actividad agrícola genera de 10 a 100mm/año, cuando la tasa de formación promedio es de apenas 0,1mm/año”, apunta el docente.
La erosión de suelo fértil es otro punto de la crisis ambiental, pues si se sigue perdiendo a este ritmo ya no habrá capacidad para alimentar a la creciente población. Además, se puede afectar el abastecimiento de agua, la operación de redes de transporte fluvial o la vida útil de los embalses.
Estas miradas profundas al tiempo y el espacio remotos permiten ponerles cifras a los cambios de un paisaje que parece inamovible. Los isótopos cosmogénicos, “hijos” de la radiación cósmica, revelan las “verdades” encriptadas en esa “escritura misteriosa” destacada por Uribe Ángel, y dilucidan cómo era y cómo se comportaba la Tierra antes de que la habitaran los humanos.
Portada tomada de: Sergio Andrés Restrepo Moreno, profesor de la Facultad de Minas, UNAL Sede Medellín.
Publicado por Periódico Unal el 27 de mayo de 2024
