Archivo de la categoría: Geología

¿Cómo sabemos si un lugar fue azotado por un megatsunami en el pasado?

El otro día uno de los canales que sigo en Youtube subió un vídeo sobre los megatsunamis más grandes que han tenido lugar a lo largo de la historia. Las causas de estos violentos fenómenos pueden ser de lo más variopintas, como por ejemplo terremotos submarinos, desprendimientos de tierra o el impacto de algún asteroide.

Los autores del canal, RealLifeLore, decidieron centrar el argumento alrededor del tamaño de estas olas gigantescas, que podrían haber alcanzado hasta 5 kilómetros de altura en los casos más extremos. Pero, aunque os recomiendo que veáis el vídeo porque es muy interesante, creo que podría haber dejado en el aire una pregunta importante: ¿cómo podemos saber que un tsunami de una altura determinada arrasó un lugar concreto en el pasado?

Para responder a esta pregunta, tendremos que ver primero cómo se ha formado el suelo sobre el que caminamos.
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¿De dónde viene la sal de los océanos?

Hace unos días, mientras agonizaba bajo el sol cubierto de salitre en una cala recóndita, me estuve preguntando por qué el mar es salado. Pero no me preguntaba por qué es salado en el sentido de por qué contiene sales: la incógnita que me corroía por dentro en ese momento era por qué contiene una cantidad tan desmesurada de un tipo de sal en concreto. El cloruro de sodio.

¿Cómo que de un tipo de sal en concreto? ¿Que es lo otro? ¿La sal iodada? ¿Es ese el otro tipo de sal que existe?

No, hombre, voz cursiva, hay muchas clases de sales. De hecho, una sal es cualquier sustancia compuesta por iones positivos y negativos que forman una estructura con carga eléctrica neutra. Algunos ejemplos de sales son el sulfato de potasio (K2SO4), el cloruro de calcio (CaCl2) o el carbonato de calcio (CaCO3). Aunque, para poner un ejemplo especialmente vistoso, ahí van unos cristales de sulfato de cobre (II) (CuSO4):

(Fuente)

O sea que, aunque el cloruro de sodio sea la sal más abundante en los océanos, en realidad está disuelto en el agua junto con otras sales como el sulfato de sodio (Na2SO4), el cloruro de potasio (KCl) y el bicarbonato de sodio (NaHCO2). En esta tabla podéis ver las sales más abundantes en el agua de mar y su concentración:

Pero, ojo, que todas estas sales no están flotando por el océano en forma de pequeños cristales. En realidad, lo que hay en el agua es un batiburrillo de iones diferentes que se unen para formar estas sales cuando el agua se evapora.

¿Lo cualo?

No te preocupes, voz cursiva, vamos a solucionar tu confusión hablando sobre las soluciones.

Alguna vez habréis puesto sal de mesa en un vaso medio vacío de agua y lo habréis removido para disolverla. Si es así, habréis notado que los cristales de sal se van difuminando poco a poco frente a vuestras narices mientras los removéis hasta que desaparecen de vuestra vista cuando se han disuelto por completo. Y es posible que os hayáis preguntado adónde ha ido a parar todo ese material sólido que había en el vaso hace un momento.

Pues resulta que, cuando una sal se disuelve, lo que ocurre en realidad es que los iones positivos y negativos que la componen se han separado. El agua es un compuesto polar, lo que significa que sus moléculas tienen un extremo con carga positiva (el de los dos átomos de hidrógeno) y otro con carga negativa (el de oxígeno), como si fueran pequeños imanes. Por tanto, si metes una sal en el agua, los polos positivos y negativos de las moléculas del líquido separan sus iones, ocupando el espacio entre ellos e impidiéndoles volver a unirse.

(Fuente)

Por supuesto, en este estado los iones no se pueden acercar para formar cristales que se puedan observar a simple vista. De ahí que estas sustancias “desaparezcan” cuando se disuelven.

O sea, que las sales que hay disueltas en el océano no están flotando por ahí en forma de cristales, sino separadas en sus componentes básicos, que sólo se unen entre sí para formar un sólido sólo cuando el agua que los mantiene divididos se evapora.

Como dato extra, también es posible que hayáis notado que la sal deja de disolverse en vuestro vaso de agua si echáis demasiada. Esto se debe a que, llegados a cierto punto, hay tantos iones mezclados entre las moléculas de agua que ya no queda espacio en el líquido para hacer hueco para los iones nuevos. Cuando esto ocurre se dice que la solución está saturada y, si se sigue introduciendo sal, sus iones se separan para formar parte de la solución al mismo ritmo que los que ya están disueltos se unen para formar cristales nuevos. Y es por eso que no se puede disolver más material en un líquido que ya esté saturado.

O sea que, en realidad, cuando se habla de la concentración de sales en una solución, es más correcto referirse a los iones que están disueltos. En ese caso, la tabla de la composición del agua del mar nos queda así:

Vale, pero entonces, ¿de dónde han salido todos esos iones que hay disueltos en el océano? No veo muchos iones a mi alrededor en mi día a día.

Y tienes razón, voz cursiva, como tienen carga eléctrica, los iones tienden a reaccionar con otros átomos para formar sustancias más complejas que no se pueden volver a separar a menos que alguna otra reacción química los saque de su lugar otra vez. Pero la atmósfera está llena de compuestos que acidifican ligeramente el agua que entra en contacto con ellas. El dióxido de carbono, por ejemplo, el mayor contribuyente en la erosión química de nuestro planeta, se disocia en el agua para formar ácido carbónico. Algunos óxidos de azufre y nitrógeno que están presentes en menor medida en la atmósfera también acidifican el agua al entrar en contacto con ella, dando lugar a ácido sulfúrico y ácido nítrico.

Cuando estos ácidos entran en contacto con las rocas, disuelven en ellos los iones de los minerales que las componen. Con el tiempo suficiente, estos iones disueltos en el agua llegan hasta el océano (por ejemplo, a través de un río) y se acumulan en él… Algo que lleva ocurriendo desde que se formaron los océanos, hace unos 4.400 millones de años.

Pero no me encaja nada de esta explicación. ¿De dónde salen tanto cloro y el sodio acumulados en el océano? Porque, vaya, no veo mucho cloro a mi alrededor en mi día a día, ¿EH?

Pues mira, voz cursiva, si echas un vistazo a esta lista podrás ver los elementos de la tabla periódica ordenados por su abundancia en las rocas de la corteza terrestre y verás que…

¿Ves? ¡El sodio es el sexto elemento más abundante y el cloro el vigésimoprimero! ¿No debería estar el mar lleno de otras cosas como silicio o hierro, mucho más abundantes?

… Sí, esa es precisamente la pregunta que estaba a punto de responder.

Es verdad que los elementos más abundantes de la corteza terrestre son el oxígeno, el silicio, el aluminio, el hierro o el calcio. Por eso no es de extrañar que los minerales más abundantes sean el cuarzo (compuesto por óxido de silicio), los distintos feldespatos (Al, Si, O, combinados con Na, Ca o K), piroxenos (con todo lo anterior y magnesio) y sales como el carbonato cálcico, formadas por seres vivos hace millones de años.

Antes de seguir, volvamos un momento al tema de la solubilidad para saber por qué nuestros océanos no están llenos de óxido de hierro.

La cantidad de una sal que se puede disolver en un líquido dependerá del las propiedades que tengan los iones que la componen. Las fuerzas que unen algunos iones son más débiles que las de otros, por lo que las moléculas de agua pueden separarlos (y disolverlos) más fácilmente. Por otro lado, a las moléculas de agua les cuesta más separar los iones que están unidos formando estructuras más grandes así que, en general, cuanto más débiles sean los enlaces y más pequeñas sean las “moléculas” de la sal, más fácil será disolverla y cabrá un cantidad mayor en un mismo volumen de agua.

Por otro lado, también hay compuestos químicos que no son sales y que ni siquiera son solubles en absoluto…Y eso es precisamente lo que le pasa a los elementos más abundantes que el sodio: las sales y compuestos más comunes que forman el hierro y el aluminio son poco solubles o insolubles, el silicio ni siquiera forma sales y las sales de calcio, como por ejemplo el carbonato de calcio, son muy poco solubles (todo esto lo podéis ver en esta otra lista o en esta tabla interactiva que me ha gustado mucho). Como resultado, cuando este tipo de compuestos llegan al mar no se disuelven en el agua, sino que se precipitan hacia el fondo en forma de sedimentos.

Por tanto, aunque el sodio “sólo” sea el sexto elemento más abundante de la corteza, es el único que se puede disolver en los océanos en grandes cantidades.

Vale, tiene sentido. ¿Y qué pasa con el cl...?

Claro, es que apenas hay minerales que contengan cloro en la corteza terrestre y esto parece contradecir la explicación. Pero, ojo, que aquí viene el quiebro.

Por supuesto, una parte del cloro que hay en los océanos viene de los minerales que componen las rocas. Aunque hay relativamente pocos minerales que contengan cloro, nuestro planeta es suficientemente grande y viejo como para que se hayan podido acumular cantidades significativas de este elemento en el mar por la erosión química del suelo. Pero si hay pocas rocas en la superficie que contengan cloro es porque en condiciones normales, el cloro es un gas. ¿Y de qué lugares suele salir mucho gas, voz cursiva?

De… Los… ¿Volcanes?

Eeequilicuá. Se cree que los volcanes han estado llenando los océanos de iones de cloro durante miles de millones de años, ya sea porque el cloro emitido por los volcanes de la superficie termina fijado en el agua de lluvia, que luego cae al mar, o porque es vertido directamente al mar desde los volcanes submarinos.

En esta tabla tenéis la composición de los gases emitidos (en porcentaje) en tres erupciones volcánicas distintas. Podéis ver que la emisión de los distintos gases, entre los que se encuentra el ácido clorhídrico, varía según la naturaleza de la emisión:

(Fuente)

Sí, todo tiene sentido, Pero también veo que las erupciones emiten muchos iones de sulfatos. ¿Por qué no hay más sulfatos en el mar?

No he podido encontrar una respuesta exacta pero, por un lado, los sulfatos no son tan solubles en el agua como el cloro y, por otro, parece ser que tienden a reaccionar con otros elementos (como el hierro) para terminar fijado en las rocas. Y esa es la razón por la que hay tantísimo cloruro de sodio disuelto en los océanos en vez de otro tipo de sales, vaya.

Total, que me ha parecido curioso que los iones de cloro y sodio que forman la sal de mesa lleguen hasta el océano a través de procesos distintos y sólo se unan cuando el agua que los mantiene disueltos se seca, formando los cristales con los que luego aliñamos nuestros platos.

[modo irónico on] Interesantísimo, sin duda. [modo irónico off]

¿Qué risa, eh, voz cursiva? ¿Sabes qué te va a parecer más interesante?

¡Afff! ¡No, por fav…!

En septiembre de 2015 publiqué un libro en el que hablo sobre la historia de la astronomía con la editorial Paidós y ahora está disponible en librerías tanto en España como en México y a través de internet por todo el mundo.

Así que, si os apetece saber cómo hemos llegado a conocer todo lo que sabemos hoy en día sobre el universo, podéis hacer click sobre la siguiente imagen del libro, “El universo en una taza de café“, para ir a la entrada donde hablo del libro con más detalle:

¿Por qué hay agua dentro de esta piedra?

El otro día Irene Pino me mandó una animación en la que aparece una roca que parece contener agua líquida en su interior y comentó que podría ser un tema interesante para una entrada. Me gustaría colgar la animación directamente, pero pesa bastante y ya me ha reventado el servidor suficientes veces, así que la podéis ver haciendo click aquí.

Y, efectivamente, es interesante. ¿Qué es lo que estamos viendo? Bueno, el agua puede terminar metida en una roca de manera natural de varias formas, así que vamos a echarles un vistazo en el orden que se me han ocurrido cuando he intentado responder a esta pregunta.

A veces, por muy maciza que parezca una roca, es posible que en su interior existan huecos vacíos que aparecen durante su formación. Por un lado, la lava que sale del interior de nuestro planeta suele ir acompañada de gas que puede quedar atrapado en el interior de las rocas mientras se enfrían y solidifican, dejando huecos en invisibles que no se pueden ver desde fuera. Estos mismos agujeros se pueden encontrar también en las rocas sedimentarias, formadas por la compactación de pedazos más pequeños de roca. Entre esos pedazos de roca de distinto tamaño también pueden aparecer huecos que se vuelven permanentes a medida que el material se consolida con el paso de los años.

Y a veces ocurre que el agua empieza a fluir a través de los huecos que hay dentro de estas rocas, ya sea porque hay alguna grieta por la que el líquido se puede colar o por la propia porosidad del material. En este caso, los minerales que transporta el agua se van depositando lentamente sobre las paredes interiores de estos huecos, formando cristales poco a poco. Explicaba con más detalle le proceso de cristalización en esta entrada sobre la Cueva de los Cristales gigantes en México y en esta otra entrada sobre la formación de minerales.
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El curioso aislamiento evolutivo de la cima del Monte Roraima

Sobre una planicie a 2.810 metros de altura, en la frontera entre Brasil, Venezuela y Guyana, se encuentra el monte Roraima: una meseta de 31 kilómetros cuadrados de superficie, rodeada de acantilados verticales de 400 metros de caída… Y sobre la que ya había hablado hace más de dos años en este blog, pero considero que me traté el tema tanto por encima que merecía la pena rescatar esa entrada y reescribirla por completo.

El único punto de acceso a la cima que no requiere súper poderes está en la frontera Venezolana, una especie de pendiente llena de vegetación que recorre una parte de los acantilados hasta su cima y que permitió al explorador Sir Everard Im Thurn llegar a la cima por primera vez en 1884. Eso sí: el lugar había sido descubierto mucho antes, en 1596, por Sir Walter Raleigh, pero vio de lejos las paredes verticales y decidió que tampoco tenía sentía una urgencia extrema por explorar la cima.

¿Cómo sabemos que un meteorito extinguió a los dinosaurios?

El otro día estuve viendo Jurassic World y, quitando que como ya expliqué en esta otra entrada, un mosasaurio no es un dinosaurio, la película me recordó que de vez en cuando me preguntáis cosas sobre la extinción de los dinosaurios. En esencia, las preguntas que mandáis suelen ser del estilo: ¿cómo sabemos que un meteorito extinguió a los dinosaurios? ¿No podría haber sido otra cosa?

Así que pongámonos manos a la obra.

En primer lugar, ¿cómo sabemos que se produjo una extinción hace 65 millones de años?
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Patrañas (XI): La teoría de la Tierra en expansión

Hacía tiempo que no colgaba nada en el apartado de patrañas y, teniendo en cuenta que ya escribí sobre la teoría de la Tierra hueca, ahora le toca a la teoría de la Tierra en expansión.

Desde que los seres humanos adquirimos cierta capacidad de raciocinio, empezamos a hacernos preguntas sobre la naturaleza de las cosas que nos rodean. ¿Por qué hay montañas? ¿Y valles? ¿Y acantilados? En definitiva, ¿por qué la superficie de la Tierra tiene esta forma precisamente y no cualquier otra?

Por supuesto, en las primeras explicaciones que se nos ocurrieron aparecían involucrados muchos fenómenos sobrenaturales: una o varias divinidades habían creado el mundo de esta manera y… Bueno, ya está, no hacía falta hacerse más preguntas. Por suerte, a medida que nuestra comprensión de la naturaleza avanzaba, hubo gente un poco más curiosa decidió empezar a pensar en otras alternativas.

A partir del siglo XV, con el descubrimiento de América, la aparición de mapas cada vez mejores despertaron la intriga de los cartógrafos. Cosas como la costa este de América del Sur, que parece encajar con la costa oeste de África casi como dos piezas de un puzzle, podían hacer que te plantearas si esa coincidencia había sido realmente fruto de la casualidad o si, por el contrario, realmente existía alguna razón tras ella.

(Fuente)

Una vez más la humanidad tenía el misterio servido y, con el tiempo, fuimos encontrando las pistas que nos ayudarían a resolver el enigma.
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¿Cómo datamos las cosas? El método del carbono-14 y otros elementos radiactivos.

Aprovechando que en la última entrada estuve hablando sobre por qué los átomos de algunos elementos se transforman en otros porque son inestables, voy a aprovechar que tenemos el tema fresco para hablar sobre cómo somos capaces de conocer la antigüedad de las cosas que nos rodean. Cosas como… Yo que sé… Un hueso encontrado en un yacimiento prehistórico, un fósil de una criatura que vivió en los albores de los tiempos o el propio planeta Tierra.

Así que, en primer lugar, vamos a hablar de una técnica que seguramente nos sonará a todos: la datación por carbono-14.

Como había comentado en la entrada anterior, los átomos están compuestos por protones, neutrones y electrones y el número de protones que contiene el núcleo de un átomo determina a qué elemento corresponde.

El carbono, en concreto, es el elemento que contiene 6 protones en su núcleo. La vida en la Tierra depende de él: los seres vivos lo toman de su entorno para dar forma a las proteínas, aminoácidos y todas las moléculas que componen sus cuerpos. Ese de su entorno es importante para entender el tema de la datación.

La forma más estable del carbono es la que contiene 6 protones y 6 neutrones y, por tanto, tiene 12 partículas en su núcleo. De ahí a que le llamemos carbono-12. Este isótopo representa el 99% del carbono presente en nuestro planeta, así que cuando hablamos de carbono a secas se sobreentiende que hablamos del carbono-12.
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¿Cómo es en realidad el interior del planeta Tierra?

Parece que, en general, tenemos la concepción de que la Tierra es una especie de corteza sólida rellena de magma líquido. Al fin y al cabo, el simple hecho de que existan lugares como la caldera del monte Nyiragongo (que aparece en el siguiente vídeo junto con un vulcanólogo demasiado intrépido) parece apoyar esa idea.

Pero hoy vengo a desafiar algo que habíamos dado por sentado hasta el momento: el interior de nuestro planeta es prácticamente sólido. Y digo prácticamente porque hay una parte líquida, pero no se encuentra donde la mayoría pensamos.
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Patrañas (IX): Ooparts (artefactos fuera de lugar)

Los Ooparts (Out of Place Artifacts o Artefactos Fuera de Lugar) son supuestos objetos arqueológicos que, de ser reales, su tecnología no se correspondería con el periodo del que datan y pondrían en duda todo lo que damos por establecido hoy en día sobre el origen del ser humano. Internet está lleno de relatos de estos objetos y de legiones de seguidores que respaldan su autenticidad porque lo han leído en una página con el fondo negro y las letras en mayúsculas.

Hoy vengo a hablar de dos de éstos objetos.

El primero es el “Martillo de Londres”, encontrado por unos excursionistas en 1936 cerca de un arroyo en Londres (Texas), aunque no se conoce el lugar exacto de donde se extrajo. El martillo está incrustado en caliza del cretático, un periodo que corresponde a entre 145 y 66 millones de años atrás.

El martillo, incrustado en la roca, junto con un pedazo de la misma piedra que contiene los restos de un molusco moderno. Algo falla.

El Jardín de los Dioses

Si habéis entrado durante este último mes en la página web, habréis notado que llevo un porrón sin escribir nada nuevo. La razón es que estaba de vacaciones y los que seguís la página en Facebook sabréis que he estado un mes recorriendo Estados Unidos en coche con unos amigos. Durante el viaje he visto bastantes cosas curiosas y, aprovechando que algunas tienen un carácter científico, voy a ir explicándolas por aquí de vez en cuando.

Uno de los parajes que me dejó con el culo torcido pareció más interesante es Garden of the Gods (el Jardín de los Dioses), en Colorado. Así que hoy toca hablar de geología.