Los científicos descubren pistas de hace 380 millones de años

Roca dolomítica porosa con cavidades que sería ideal para uso geotérmico. Crédito: RUB, Marquard

Las rocas sufren transformaciones a lo largo de millones de años, pero aún conservan información valiosa sobre el clima durante su formación.

Los fluidos que fluyen bajo tierra cambian la roca gradualmente con el tiempo. Estos procesos deben tenerse en cuenta al utilizar rocas como archivos climáticos. El Dr. Mathias Müller, del grupo de investigación sobre Geología de Sedimentos e Isótopos de la Universidad del Ruhr en Bochum, Alemania, detalló, junto con colegas internacionales, qué información climática aún se conserva en la piedra caliza de Hagen-Hohenlimburg, de 380 millones de años de antigüedad.

Además, sus análisis le permiten sacar conclusiones sobre cuán apta es hoy la roca para un uso geotérmico profundo. Los resultados de su investigación fueron publicados en la revista. Geochimica y Cosmochimica Acta el 1 de julio de 2024.

Vista de un lado de la cantera de Steltenberg: Las rocas de diferentes colores son el resultado de procesos diagenéticos subterráneos que alteraron la piedra caliza original. Crédito: RUB, Marquard

Archivo climático en rocas

Para comprender mejor el clima actual, puede resultar útil mirar hacia el pasado. Para ello, los investigadores utilizan los llamados proxies: indicadores climáticos indirectos en archivos naturales como núcleos de hielo, anillos de árboles o estalactitas. «Si queremos aprender algo sobre el clima de hace varios millones o incluso miles de millones de años, examinamos rocas sedimentarias que pueden incluso almacenar la temperatura del agua del mar de hace cientos de millones de años», explica Mathias Müller.

Fósiles de corales y braquiópodos en piedra caliza gris de Massenkalk que se han transformado parcialmente diagenéticamente en roca de dolomita de color marrón claro a lo largo de una grieta vertical. Crédito: Mathias Müller

Una cosa que puede dificultar considerablemente este tipo de investigación climática exhaustiva es el cambio posterior en las firmas climáticas almacenadas en estas rocas. Este proceso se llama diagénesis. Comienza poco después de la deposición del sedimento en el agua del mar y puede continuar hasta el día de hoy. «Las rocas muy antiguas suelen estar enterradas a varios kilómetros de profundidad», afirma Mathias Müller. «Los cambios en la información climática son causados ​​entonces por fluidos cálidos que circulan en profundidad». Cuando pueden penetrar en la roca, a menudo provocan una recristalización o un crecimiento de nuevos minerales en la roca. Además, cuando las rocas se elevan desde las profundidades hasta la superficie de la tierra, se ven afectadas por el clima. Esta llamada diagénesis meteórica también puede afectar a la información climática antigua o inutilizarla por completo.

Del mar poco profundo a las montañas

Junto con un equipo de investigación internacional, Mathias Müller descubrió en detalle qué información climática de aguas poco profundas durante el período Devónico aún se conserva en las rocas de la zona de Hagen-Hohenlimburg y mediante qué procesos y en qué condiciones se han modificado desde entonces. Los investigadores analizaron numerosas muestras de rocas recogidas sistemáticamente en la cantera de Steltenberg mediante métodos petrográficos y geoquímicos.

«Nos sorprendió que los cambios en la roca nos permitieran identificar una gran cantidad de eventos geológicos significativos, como la apertura del Atlántico Norte en jurásico y el inicio del plegamiento y posterior levantamiento de los Alpes a cientos de kilómetros del final Cretáceo período», enumera Mathias Müller. Considera que la datación radiométrica del uranio-plomo es la clave para la clasificación cronológica de los eventos llamados de sobreimpresión almacenados en las rocas. «Nos alegró especialmente descubrir durante nuestra investigación que todavía se puede encontrar información climática del período Devónico incluso en rocas muy impresas», subraya el investigador.

Mathias Müller analiza los cambios que ha sufrido la roca a lo largo de millones de años. Crédito: RUB, Marquard

De la investigación climática a la energía geotérmica

Los resultados del estudio también son interesantes en lo que respecta a la explotación de rocas para obtener energía geotérmica profunda, que puede ser un factor que contribuya a la transición energética. Predecir qué condiciones se encontrarán en qué áreas de la superficie ha sido un gran desafío para los investigadores hasta la fecha. «Especialmente en rocas carbonatadas, la sobreimpresión diagenética puede provocar fenómenos de precipitación y disolución en la roca, lo que puede tener un efecto dramático en la viabilidad potencial de la energía geotérmica», afirma Mathias Müller.

Los resultados del estudio actual permiten conclusiones tentativas optimistas de que algunos de los procesos caracterizados en la superficie más profunda pueden haber aumentado la usabilidad de la energía geotérmica. Junto con investigadores del Instituto Fraunhofer de Infraestructuras Energéticas y Energía Geotérmica (IEG) y del Servicio Geológico de Renania del Norte-Westfalia, Mathias Müller pretende actualmente descubrir qué implicaciones tienen los hallazgos desde la superficie terrestre hasta la aplicabilidad de la energía geotérmica profunda. .

Referencia: “Hacia una mejor comprensión del registro proxy geoquímico de archivos de carbonatos complejos” por M. Mueller, BF Walter, RJ Giebel, A. Beranoaguirre, PK Swart, C. Lu, S. Riechelmann y A. Immenhauser, 1 de mayo de 2024 , Geochimica y Cosmochimica Acta.
DOI: 10.1016/j.gca.2024.04.029