Los minerales de óxido de hierro se encuentran en rocas de todo el mundo. Algunos son magnéticos y otros se oxidan, especialmente cuando se exponen al agua y al oxígeno. Estas características brindan pistas sobre la historia de estos minerales.
Por Mary-Ann Muffoletto, Universidad Estatal de Utah
Los geocientíficos de la Universidad Estatal de Utah describen una nueva herramienta forense para determinar el momento en que se producen las reacciones de oxidación geoquímica en minerales de óxido de hierro que se producen en la corteza terrestre, lo que podría arrojar luz sobre cómo y cuándo se desarrollaron grandes lagunas inexplicables en el registro de rocas, conocidas como «discordancias».
«Un desafío para los geocientíficos es determinar con precisión cuándo las rocas residieron en el entorno cercano a la superficie», dice Alexis Ault, profesor asociado del Departamento de Geociencias de la USU. «Es complicado determinar el momento en que ocurrieron estos procesos, porque la evidencia geológica a menudo ha sido borrada».
Pero un nuevo enfoque termocronológico del estudiante de doctorado de Ault, Jordan Jensen, puede ofrecer un medio preciso para descifrar cómo y cuándo se forman misteriosas brechas de tiempo en el registro geológico de las rocas.
Jensen y Ault informan sus hallazgos en la revista Geology .
«Las discordancias en el registro de rocas son como capítulos faltantes en el libro del tiempo geológico», dice Jensen, investigador doctoral presidencial de la USU. «Esos huecos son la manifestación física de eventos de erosión pasados que eliminaron evidencia de paisajes y entornos pasados».
Estos eventos reflejan cambios significativos en la tectónica y el clima a lo largo del tiempo geológico, dice.
«El ejemplo más conocido de discordancia es ‘La Gran Discordancia’, que es un importante límite geológico que se encuentra en toda América del Norte y que separa las rocas ígneas y metamórficas antiguas de las rocas más jóvenes, que a menudo contienen fósiles», afirma Jensen. «Este límite se puede ver en muchos lugares, incluido el Gran Cañón».
En su artículo, Jensen y Ault describen el uso de análisis de uranio-torio-helio (U-Th)/He de martita para documentar el momento del desarrollo de la discordancia en tiempo profundo.
«La martita es un óxido de hierro y mi grupo de investigación es conocido por utilizar texturas de óxido de hierro y análisis (U-Th)/He para identificar terremotos y eventos de deslizamiento lento en fallas sísmicamente activas», dice Ault.
La martita se produce cuando el mineral de óxido de hierro hematita se hace pasar por magnetita, otro óxido de hierro conocido por sus propiedades magnéticas , dice Jensen, quien obtuvo una licenciatura en la Universidad Estatal de Utah en 2016. Recuerda que su profesor de química de pregrado le decía: «Los diamantes no son para siempre, pero el grafito sí».
«Al igual que el diamante y su conversión en grafito, la magnetita no es estable en la superficie de la Tierra y se transforma lentamente en hematita en un proceso similar a cómo los metales de hierro se oxidan cuando se exponen al aire», afirma.
«La martita suele confundirse con magnetita, porque su exterior aún conserva la apariencia de magnetita. Solo cuando se observa de cerca con herramientas avanzadas como el microscopio electrónico de barrido en el Centro de Microscopía de la USU se puede determinar la existencia de diminutos cristales de hematita que reemplazaron al cristal de magnetita original».
Utilizando muestras de martita obtenidas de una roca de 1.700 millones de años situada debajo de una importante discordancia en la Cordillera de Colorado al oeste de Denver, Jensen y Ault se pusieron a trabajar en la aplicación del enfoque propuesto.
«Cuando la magnetita se oxida, el reloj geológico se reinicia, por así decirlo, y revela cuándo estas rocas fueron empujadas hacia la superficie de la Tierra», afirma Jensen. «Mediante el uso de difracción de retrodispersión de electrones y de (U-Th)/He, pudimos datar especímenes individuales de martita con una antigüedad de hasta 1.040 millones de años, lo que sugiere que la discordancia se formó hace 1.400 millones de años».
Los científicos de la USU afirman que existen distintas explicaciones sobre el origen de la Gran Discordancia. Las hipótesis incluyen una secuencia de eventos de glaciación global, conocidos colectivamente como «Tierra Bola de Nieve», que ocurrieron durante el período Criogénico hace más de 635 millones de años.
«Estos diminutos y resistentes granos de martita preservan la historia de cuándo estas rocas fueron exhumadas por primera vez en la superficie cercana de la Tierra, a pesar de los muchos eventos como el entierro y la formación de montañas que podrían haber destruido la evidencia», dice Jensen. «Un subconjunto de nuestros granos analizados sugiere que la erosión que resultó en la Gran Discordancia ocurrió mucho antes de lo que se creía anteriormente, precediendo a los eventos de la Tierra Bola de Nieve por varios cientos de millones de años en este lugar».
Debido a que la martita es común en muchas rocas, él y Ault señalan que su herramienta forense se puede aplicar a lo largo del tiempo geológico para investigar la meteorización, la alternancia y la erosión de la corteza terrestre, junto con el desarrollo de depósitos minerales críticos.
Más información: Jordan L. Jensen et al, Seguimiento del desarrollo de discordancias antiguas con termocronometría de martita (U-Th)/He, Geology (2025). DOI: 10.1130/G53010.1
