Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. La publicación contribuyó con el artículo a Expert Voices: Op-Ed & Insights de Space.com.
Los icónicos paisajes rojos de Australia han sido el hogar de la cultura aborigen y se han grabado en canciones durante decenas de miles de años. Pero más pistas sobre cuán antiguo es este paisaje provienen de mucho más allá de la Tierra: rayos cósmicos que dejan huellas reveladoras dentro de los minerales en la superficie de la Tierra.
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También muestra cómo se formaron depósitos minerales gigantes. Los productos de estos depósitos terminan en objetos cerámicos cotidianos, pero contienen una historia paisajística oculta.
Mirando a través del tiempo profundo
La superficie de la Tierra cambia constantemente a medida que las fuerzas opuestas de la erosión y la elevación compiten para esculpir el paisaje que nos rodea; un ejemplo de esto son las montañas que se elevan y luego se desgastan por la erosión.
Para comprender los entornos actuales y predecir su respuesta a cambios futuros, necesitamos saber cómo se comportaron los paisajes a lo largo del tiempo, hace millones o miles de millones de años.
Hasta ahora, medir directamente cómo cambiaron los paisajes antiguos ha sido un gran desafío. Una nueva técnica finalmente nos ofrece una ventana al pasado lejano de la superficie de la Tierra.
Al perforar directamente en el subsuelo, recuperamos muestras que revelan playas antiguas que bordean la llanura de Nullarbor en el sur de Australia.
Ubicadas ahora a más de 100 kilómetros del océano, estas costas enterradas registran transformaciones extraordinarias del paisaje. Alguna vez fue un fondo marino, más tarde un bosque con canguros arbóreos gigantes y leones marsupiales, y hoy es uno de los lugares más planos y secos de la Tierra.
Estas antiguas playas contienen cantidades inusualmente altas de circón, un mineral amado por los geólogos porque es una resistente cápsula del tiempo. Dentro de estos diminutos cristales, del ancho de un cabello humano, se encuentra un secreto cósmico.
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A la caza del criptón cosmogénico
La Tierra es bombardeada constantemente por rayos cósmicos: partículas de alta energía procedentes del espacio que se producen cuando las estrellas explotan. A diferencia de los meteoritos más grandes que chocan contra nuestro planeta, los rayos cósmicos son más pequeños que los átomos. Pero cuando golpean átomos dentro de minerales cerca de la superficie de la Tierra, las “explosiones” microscópicas producen nuevos elementos, conocidos como nucleidos cosmogénicos.
Medir estos nucleidos es una forma popular de determinar qué tan rápido cambian los paisajes. Pero muchos nucleidos tienen una vida muy corta, lo que los hace inadecuados para comprender paisajes antiguos.
Para nuestras mediciones, utilizamos criptón cosmogénico almacenado dentro de cristales de circón naturales. Esta técnica sólo recientemente ha sido posible gracias a los avances tecnológicos. Funciona porque el criptón no se desintegra sino que conserva la información durante decenas o incluso cientos de millones de años.
Para desbloquear este “reloj cósmico”, utilizamos un láser para vaporizar varios miles de cristales de circón y medimos el criptón liberado de ellos. Cuanto más criptón contiene un grano, más tiempo debe haber estado expuesto en la superficie antes de ser enterrado por capas más jóvenes de sedimento.
Una tierra notablemente estable
Los resultados muestran que hace unos 40 millones de años, cuando Australia era cálida, húmeda y cubierta de frondosos bosques, los paisajes del sur de Australia se estaban erosionando extremadamente lentamente: menos de un metro por millón de años.
Esto es mucho más lento que en regiones montañosas como los Andes en América del Sur o los Alpes del Sur en Nueva Zelanda. Sin embargo, este ritmo de erosión es similar al de algunas de las regiones más estables de la Tierra en la actualidad, como el desierto de Atacama o los valles secos de la Antártida.
Calculamos que las arenas de la playa ricas en circones tardaron alrededor de 1,6 millones de años en trasladarse desde su lugar de erosión hasta un lugar de enterramiento final en la costa. Durante este transporte de sedimentos muy lento, muchos minerales menos duraderos se descompusieron o disolvieron gradualmente por la meteorización. Lo que quedó fueron los minerales más resistentes, como el circón, que se fueron concentrando progresivamente.
Con el tiempo, este proceso de filtrado natural produjo depósitos de arena de playa muy ricos en circón de valor económico y otros minerales estables.
Los resultados también captan un punto de inflexión en la evolución del paisaje de la región. Después de un período de relativa estabilidad, un clima cambiante, los movimientos de la Tierra y los niveles del mar desencadenaron una erosión más rápida. Los sedimentos también comenzaron a moverse más rápido.
Un nuevo reloj de cristal
Este “reloj cósmico” ayuda a explicar la riqueza mineral a lo largo de los bordes de la llanura de Nullarbor, incluida la mina de circón más grande del mundo: Jacinth-Ambrosia. Esta mina produce aproximadamente una cuarta parte del suministro mundial de circón.
Se utiliza mucho circón en la fabricación de cerámica, por lo que es muy probable que muchos de nosotros ya hayamos tenido contacto con estos minerales que pasaron mucho más tiempo en la superficie de la Tierra del que ha existido nuestra propia especie.
Al leer las huellas de los rayos cósmicos en el circón, ahora tenemos un nuevo reloj geológico para medir procesos antiguos en la superficie de nuestro planeta.
La investigación de paisajes modernos, donde los procesos superficiales se pueden medir de forma independiente, ayudará a perfeccionar y ampliar su uso, pero el potencial es enorme. Como el criptón y el circón son estables, la técnica se puede aplicar a períodos de la historia de la Tierra hace cientos de millones de años.
Esto abre la posibilidad de estudiar las respuestas del paisaje a algunos de los mayores acontecimientos de la historia de la Tierra, como el surgimiento de plantas terrestres hace unos 500 a 400 millones de años, que transformó la superficie y la atmósfera del planeta.
Para hacer esto, podríamos analizar los cristales de circón conservados en los sedimentos de los ríos de esa época, lo que probablemente nos permita medir con qué fuerza la llegada de plantas terrestres modificó la erosión, el transporte de sedimentos y la estabilidad del paisaje.
Los paisajes de la Tierra guardan recuerdos atrapados en minerales formados por rayos cósmicos. Al aprender a leer este “reloj cósmico”, hemos encontrado una nueva forma de comprender la historia detrás de paisajes icónicos. Quizás lo que es aún más importante es que proporciona un plan para los cambios que pueden avecinarse.