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Geología

El infierno en la Tierra

Hace dos mil millones de años, los volcanes reinaban en la actual Amazonia

CAETANO JULIANI / USPRestos del núcleo (cerro menor) y dos flancos de volcán, y movimiento de magma impreso en ignimbrita (al lado)CAETANO JULIANI / USP

Una sucesión de decenas de volcanes arrojan grandes cantidades de cenizas y proyectiles de roca derretida que trazan el aire, incandescentes. Ríos de lava chorrean desde los cráteres y bajan por las laderas, esparciéndose y moldeando un nuevo paisaje. Eso es lo que el geólogo Caetano Juliani, del Instituto de Geociencias de la Universidad de São Paulo (USP), ve cuando navega por los ríos Tapajós y Xingú, o sube a los cerros de la Selva Amazónica, en Pará. Pero no existen motivos de preocupación: la mayoría de la gente no ve allí más que la densa selva o las áreas deforestadas en donde el ganado pasta libremente, no corre riesgos mayores que las enfermedades transmitidas por hordas de mosquitos, y el calor que siente, por más que parezca sofocante, ni se acerca al que emiten los volcanes.

El escenario que el geólogo vio existió hace casi dos mil millones de años y solamente sus cicatrices perduran allí hasta hoy, para quienes saben verlas. “Aquello era el infierno en la Tierra”, bromea Juliani. Es de esa época el volcán más antiguo del cual se tengan noticias, que es actualmente un monte redondeado de alrededor de 200 metrosde altura (lea en Pesquisa FAPESP nº 81).  Sin embargo, en los últimos años, el grupo de la USP encontró más vestigios de decenas de volcanes desdibujados por la erosión, pero con una firma inconfundible en las rocas. “Mis colegas de Estados Unidos no lo pueden creer, que esas rocas se hayan preservado”, celebra el investigador. Los testigos de los sucesos volcánicos de esa época, conocidos como evento Uatumã, son muy raros en el mundo.

Esta rareza les asigna gran importancia a los hallazgos realzados en la parte sur del cratón amazónico, uno de los más antiguos de la superficie terrestre. Es una región de alrededor de 1,2 millones de kilómetros cuadrados, un 15% del área de Brasil, que el grupo de Juliani se ha abocado a caracterizar en las excursiones anuales de alrededor de 40 días en las cuales recorren ríos y sendas, recolectando muestras de rocas, identificando formaciones y documentando el pasado en sus cuadernos. Y ese escenario develado no se restringe a aquella región. “Los grandes ciclos volcánicos suelen ser planetarios”, explica Juliani. Para él, lo que está registrado en la Amazonia cuenta la historia de buena parte de la Tierra en el período.

Una de las áreas caracterizadas se ubica en São Félix do Xingu, un municipio del sur del estado de Pará, junto al río Xingú, donde una gran diversidad geológica forma un rico cuadro de ese período, el final del Paleoproterozoico. Parte del trabajo se hizo en conjunto con Carlos Marcello Fernandes – que el año pasado terminó su doctorado con Juliani y ahora es profesor del campus de Marabá de la Universidad Federal de Pará (UFPA) – y salió publicada en el Journal of Volcanology and Geothermal Research.

Al examinar los paisajes, es preciso tener imaginación – bien apoyada en el conocimiento geológico – para encontrar los volcanes. Las cumbres puntiagudas, como la de la foto que abre este reportaje, están formadas por el material que alguna vez ocupó el cráter de un volcán. Las laderas fueron corroídas por el tiempo, que dejó en ocasiones cadenas de montes menores dispuestos en semicírculo, que delimitan el área en donde se erguía el volcán. La ignimbrita, roca formada por materiales fundidos que típicamente salían de los volcanes y rodaban por las laderas, es uno de los testigos que ayuda a reconstruir esas formaciones fantasmas. Dentro de esa ignimbrita es común encontrar fragmentos de piedra pómez, una roca porosa como esponja, típica de las zonas volcánicas.

El tenor de sílice de las rocas volcánicas de la región, que también contienen potasio, sodio y escaso magnesio, es la principal característica de un magma muy viscoso que, en lugar de escurrirse como una salsa de chocolate por los lados del volcán, es lanzado en erupciones explosivas. Restos de un magma más líquido, que se escurría fluido, están más lejos del volcán que lo expelió, y ayudan a distinguir áreas cercanas y distantes de los cráteres activos, una forma más de relevar la superficie repleta de cráteres.

Valles de fuego
Registros de la violencia de las erupciones pueden verse en incrustaciones presentes en las rocas conocidas como bombas volcánicas. Juliani comenta que pedazos de magma eran arrojados y volaban por los aires adquiriendo una forma de huso debido a la resistencia del aire durante el vuelo. Al aterrizar, perforaban la capa de depósitos volcánicos del suelo, una acción paulatinamente petrificada cuando el conjunto se enfriaba. Actualmente, de acuerdo con el sentido en que la roca se quiebra, estos proyectiles aparecen como círculos, cuando la rotura es transversal a su trayectoria, o con una forma alargada y afilada en la punta, cuando están de perfil. Este material les permite a los geólogos mirar en derredor y apuntar, como si viesen el volcán en plena erupción, desde dónde llegaban las bombas.

TM-LANDSAT, TRATAMENTO DE GEOBOTÂNICA POR TEODORO ISNARD DE ALMEIDA / USPRestos de volcanes junto al río Xingú, vistos por satéliteTM-LANDSAT, TRATAMENTO DE GEOBOTÂNICA POR TEODORO ISNARD DE ALMEIDA / USP

Otras formaciones reveladoras de los procesos y de la composición geológica de aquel tiempo son las rocas salpicadas de puntitos de colores, conocidas como mechones de cristales. Durante una erupción, una gran cantidad de cenizas finas se esparce por el aire y termina depositándose en el suelo, formando una capa de sedimento fino a la que los geólogos denominan vidrio volcánico. Cuando fragmentos de cristales como el cuarzo son expelidos por el volcán y caen, se hunden, y en el camino alteran la configuración de las capas de ceniza. Esta trayectoria de los cristales queda preservada cuando el conjunto se cristaliza, y constituye un testigo más que hace posible conocer y calcular la dirección y la fuerza con que esos minerales caían.

Como si no bastase con la sucesión de volcanes, la lengua de tierra delimitada al este por la curva del río Xingú, que aparece en el mapa que ilustra estas páginas, también alberga una grieta de la corteza terrestre. De allí el magma salía a borbotones por fisuras ubicadas a lo largo de una franja de centenas de metros de extensión en la cual el magma, al salir y alejarse de la rajadura, formó una  estructura similar a un valle. “Nunca algo parecido se había descrito en Brasil”, comenta Juliani, que recorrió con sus alumnos toda esa ex rajadura, documentando y recolectando material.

En todas las oportunidades que van a la región, los geólogos regresan a casa con el equipaje lleno de pedregullos. No como viajantes que se llevan souvenires, o como chicos que se llenan los bolsillos de municiones para una posible batalla, sino con  objetivos definidos. De regreso al laboratorio, las rocas recolectadas pasan por una  serie de análisis que indican en detalle su composición y edad. Las muestras son examinadas a simple vista o con lupas, en una superficie pulida de la roca, y pueden también cortarse con  una lámina de diamante y después ser limadas y pulidas hasta que quedan, ya pegadas en placas de vidrio, de un espesor de 30 milésimas de milímetro, transparentes a punto tal de poder analizárselas en el microscopio. Asimismo, existen otras técnicas disponibles, tales como análisis químicos, datación y microscopía electrónica.

El mapa del tesoro
Juliani también ha escrutado el río Tapajós, en parte con la ayuda de su alumno Carlos Misas. Allí descubrieron ricos depósitos de alunita, un  indicio de que habría filones muy ricos en oro. La alunita es un mineral que se forma solamente cuando el agua que sale del magma a alrededor de 450 grados Celsius (°C) llega a la superficie aún muy caliente, a alrededor de130°C, alterando las rocas de la superficie. También caracterizaron un depósito de oro y cobre tipo pórfiro, una  pista que sugiere la existencia de grandes depósitos minerales que, pese a que contienen un bajo tenor de oro, pueden alcanzar grandes volúmenes, de más de 1.200 toneladas de oro. Los investigadores sellan colaboraciones con empresas mineras para financiar el trabajo. Es una inversión rentable para las empresas, dado que los estudios geológicos aportan informaciones destinadas a saber adónde vale la pena invertir en la búsqueda de un mineral valioso.

Habiendo o no recursos minerales de gran valor económico, la idea de Juliani es contar la historia de lo que sucedió mediante el trabajo que forma parte del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología (INCT) de Geociencias de la Amazonia, con sede en la UFPA. “Lo que hacemos es un trabajo de detective”, comenta. Con el conocimiento creciente sobre el cratón amazónico, los investigadores empiezan a detallar el evento Uatumã, y dividen ese período de explosiones volcánicas en términos geográficos y temporales. Además del vulcanismo, esa reconstitución histórica también permite detectar movimientos tectónicos de las placas que componían la corteza terrestre en aquella época. “En la región que estudiamos existen indicios de una colisión tectónica como la que formó la cordillera de los Andes. Pero no hay montañas tan altas, no sabemos por qué.”

Año tras año, en la medida en que lo permiten el financiamiento y las intensas lluvias amazónicas que impiden el trabajo de campo, el equipo reúne las piezas de ese antiguo rompecabezas. Las que no se encajan, como la ausencia de montañas en donde las placas parecen haber colisionado, y la preservación insólita de las rocas en el sur del estado Pará, sirven como un acicate más. Esa fascinación por el reto se hace patente en la frase del físico alemán Albert Einstein que Marcello Fernandes eligió como epígrafe de su  tesis: “Si en principio, la idea no es absurda, entonces no hay ninguna esperanza para ella”.

Artículo científico
JULIANI, C. & FERNANDES, C. M. D. Well-preserved late paleoproterozoic volcanic centers in the São Félix do Xingu region, Amazonian Craton, Brazil. Journal of Volcanology and Geothermal Research. v. 191, n. 3-4, p. 167-79. abr. 2010.

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