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ENTREVISTA

Igor Pacca: En busca de los secretos del interior de la Tierra

El físico fue precursor de la investigación en geofísica en Brasil y estudió los movimientos de los continentes a partir de la variación del campo magnético del planeta

Léo Ramos ChavesSi hay algo que no puede decirse luego de una charla con Igor Pacca es que su discurso sea autorreferenciado, aun cuando el pedido inicial de los entrevistadores haya sido que describiera su trayectoria personal y profesional. Con delicadeza, a sus 88 años, Pacca recuerda a los profesores que admira y a aquellas personas que lo guiaron y lo ayudaron en la creación del Instituto de Astronomía, Geofísica y Ciencias Atmosféricas (IAG-USP), del cual fue uno de los primeros docentes, allá por la década de 1970, jefe del Departamento de Geofísica durante 10 años no consecutivos y director, entre 1993 y 1997. Con placer, se explaya sobre el interior de la Tierra, aludiendo al siempre inquieto campo magnético del planeta, que es el fundamento de su área de trabajo, el paleomagnetismo, el estudio de la evolución y los cambios de polaridad del campo magnético, con base en el registro de óxidos de hierro y otros materiales ferromagnéticos preservados en el interior de las rocas. Se trata de una forma de conocer la historia de la Tierra y los desplazamientos de los continentes. Pacca y sus equipos demostraron que los bloques rocosos que actualmente separan a la Amazonia del centro-oeste y del nordeste brasileño ya estuvieron separados por un océano, estaban unidos con otros bloques de lo que hoy es América del Norte y todos se hallaban cerca del actual Polo Sur.

Su esposa, Jesuína Pacca, y su único hijo, Sérgio, son docentes de la USP, ella en el Instituto de Física y él en la Escuela de Artes, Ciencias y Humanidades. Cuando puede, Pacca reúne a la familia en su chacra en Serra Negra, en el interior paulista, donde cultiva café para consumo personal. Las fotografías expuestas frente a uno de los armarios de su despacho en el IAG, adonde va casi todos los días, retratan lugares que visitó en sus expediciones de campo y un laboratorio del IAG en el Parque del Estado, la sede antigua, en el cual trabajó. Dos imágenes llaman la atención: son de él felicitando a dos expresidentes, Fernando Henrique Cardoso y Luiz Inácio Lula da Silva. “No tengo prejuicios”, comenta antes de explicar que conoció al primero en 1998, cuando recibió el título de Comendador de la Orden Nacional del Mérito Científico, y al segundo en 2007, cuando recibió otro premio, la Gran Cruz, también de esa Orden.

Edad 88 años
Especialidad
Geofísica
Estudios
Título de grado (1959) y doctorado (1969) en Física en la USP
Institución
Universidad de São Paulo (USP)
Producción científica
Alrededor de 41 artículos científicos y 6 capítulos de libros

¿Por qué le gusta estudiar el interior de la Tierra?
Porque es fascinante, hay mucho por descubrir. Y, por supuesto, no es mucho lo que logramos observar. Las perforaciones más profundas apenas llegan a los 13 kilómetros [km]; a mayor profundidad las brocas diamantadas se ablandan, se rompen o se tuercen. Generalmente, las mediciones son indirectas. Cuando se hace una perforación para extraer petróleo se puede obtener mucha información sobre el interior de la Tierra. Una fuente de información importante la constituyen las ondas sísmicas, generadas por los temblores de tierra, cuya velocidad depende de la variación en la densidad de las capas internas del planeta. Los parámetros elásticos de las rocas y la atracción gravitatoria colaboran para vislumbrar la distribución de la masa en el interior de la Tierra. Aún queda mucho por conocer. En 1910, el geofísico croata Andrija Mohorovičić [1857-1936] propuso la primera superficie de separación del interior de nuestro planeta, denominada Moho, situada entre la corteza y el manto, a 10 km de profundidad en los océanos y a 40 km en los continentes. Otra discontinuidad aparece a alrededor de 3 mil km de profundidad, separando el manto del núcleo. Esa separación es fantástica, porque es muy drástica. No sólo hay cambios en la presión y en la densidad, sino también en los materiales, de las rocas sólidas que componen el manto, compuestas principalmente por silicatos de hierro y magnesio, al hierro líquido del núcleo, que es líquido porque alcanzó la temperatura de fusión, que depende de la presión. En la superficie de la Tierra, a nivel del mar, la temperatura de fusión del hierro es de 1.500 grados Celsius [ºC]. Los tres estados de la materia también se denominan estados de agregación, lo cual significa que en los sólidos, los átomos se encuentran mucho más juntos que en los gases y, por lo tanto, una presión de megaatmósferas puede superar a la acción de la temperatura, que intenta desordenar y separar los átomos. Pero en el núcleo interno la presión es tan alta que supera a la acción de la temperatura. En el núcleo también existe una pequeña cantidad de algún elemento químico más liviano que el hierro. Podría ser hidrógeno, carbono, potasio, no sabemos qué es. Si fuera sólo hierro, la masa del núcleo y por ende, la de la Tierra, serían mucho mayores.

¿Cómo surge el campo magnético del planeta, su objeto de trabajo?
El campo magnético surge a partir del núcleo. La idea que sostiene que la Tierra es un inmenso imán bipolar es bastante antigua, del siglo XIII, pero hasta ahora los procesos de generación de ese campo magnético no se han comprendido completamente. La energía necesaria para generar el campo geomagnético podría ser proveniente de la convección, que se produce por la variación de la temperatura en las capas internas de la Tierra. Es similar al movimiento del agua hirviendo en una cacerola, el agua que se calienta sube y la que se enfría baja, formando células de convección. En realidad, es más complicado, porque en el caso de la Tierra la convección depende de la variación de la temperatura y de la composición de los materiales. La rotación de la Tierra también incide. Los modelos teóricos del campo geomagnético se denominan modelos de dínamo, como los que se usan en las máquinas eléctricas, con un imán y una bobina, para convertir la energía mecánica en eléctrica. En el interior de la Tierra, muchos dínamos, algunos más fuertes y otros más débiles, transforman la energía mecánica de la rotación en energía electromagnética. Por eso es que el campo magnético de la Tierra se desplaza siempre por su interior y exterior.

¿Qué ha demostrado el paleomagnetismo acerca de la historia del globo terrestre?
El paleomagnetismo colabora para deducir la deriva continental, las colisiones y las fusiones. Esos desplazamientos, que requieren de una gran cantidad de energía, pueden brindar una idea de los procesos del interior de la Tierra. Una de mis investigaciones reveló que el bloque de rocas que actualmente forma la Amazonia estaba separado de Goiás y del nordeste brasileño por mares, aproximándose más a la porción sur del país y casi pegado a lo que luego sería América del Norte. Otro estudio coordinado por tres geofísicos –Wilbor Poletti, Gelvam Hartmann y Ricardo Trindade– aquí en el IAG, basándose en fragmentos de ruinas del sur de Brasil, determinó la variación del campo magnético terrestre hace 350 años (lea en Pesquisa FAPESP, ediciones nº 75  y nº 244). Uno de los grandes descubrimientos en esa área es que la polaridad del campo magnético de la Tierra siempre está cambiando. Hace 700 mil años la polaridad era completamente opuesta, el norte estaba donde hoy es el sur, y viceversa. Nadie sabe por qué. Hace algunos años, la mayor intensidad del campo magnético en el hemisferio norte era el Polo Norte, pero al día de hoy ya no es así. Hay un sitio en Siberia donde el campo magnético es más intenso.

¿Qué está estudiando actualmente?
Estoy interesado en la relación entre la rotación de la Tierra y la frecuencia en las reversiones de la polaridad del campo geomagnético, que reflejan los movimientos del núcleo externo. La rotación de la Tierra está íntimamente ligada al campo magnético y sus variaciones, que en los últimos millones de años no fueron periódicas. El problema es que la velocidad de rotación no es constante y varía por muchos motivos, tales como el rozamiento de las mareas, por la interacción con la Luna. Además, la Tierra no es rígida, aunque tampoco es elástica, es decir, tarda en deformarse. La Luna se opone a la rotación y, a causa de la atracción gravitatoria, genera una deformación acá y allá, pero la deformación máxima sólo ocurre cuando la Tierra gira un poco más, exactamente porque ella no es elástica. Ese balance de fuerzas hace que el año tenga siempre la misma duración, pero el día varía. Una forma sencilla de conservar esa variación: hace 400 millones de años, el año tenía 400 días. Hoy la Tierra está girando lentamente, por lo tanto, el número de días es menor, y la Luna se encuentra cada vez más lejos. Hay otros factores que influyen sobre la rotación de la Tierra. Cuando una placa tectónica se sumerge desde la superficie hacia el interior de la Tierra, la distribución de la masa se altera. También puede cambiar cuando se derriten los glaciares y sube el nivel de los océanos. Es como una bailarina, que gira más lento cuando saca sus brazos hacia afuera y más rápidamente cuando encoge los brazos, a causa del momento de inercia y de la conservación del momento angular. Desgraciadamente, los datos sobre la variación del nivel del mar a lo largo de millones de años son escasos, pero podemos tener una idea de dicha variación y de la temperatura por medio de la proporción entre dos isótopos de oxígeno, 16O y 18O. El agua del mar contiene ambos isótopos, pero el 16O, más liviano, se evapora con mayor facilidad cuando aumenta la temperatura. Por el contrario, el 18O es el más común cuando desciende la temperatura y el mar se enfría. Midiendo la relación entre los dos, en conchas antiguas, podemos saber si la temperatura subió o descendió, o si el hielo estaba concentrado en los polos.

El año tiene la misma duración, pero el día varía. Hace 400 millones de años, el año tenía 400 días

¿El campo magnético interfiere en nuestro día a día?
Hay una región en donde la intensidad del campo magnético es mucho menor, la Anomalía del Atlántico Sur, cuyo desplazamiento colaboramos a definir aquí en el IAG. Los tripulantes de las estaciones espaciales deben protegerse de los rayos cósmicos con un blindaje pesado cuando atraviesan la anomalía. El campo magnético desvía a los rayos cósmicos provenientes del Sol o del exterior de la galaxia y también interfiere en el funcionamiento de los satélites de comunicaciones.

¿Usted es un geofísico que comenzó su carrera como físico?
Cursé un doctorado en física de la radiación cósmica con César Lattes [1924-2005]. Mi director de tesis oficial era Celso Orsini [1929-2014], pero en la práctica fue con Lattes con quien trabajé durante siete años. Dicen que nadie pudo trabajar nunca con él durante tanto tiempo… Él era un genio, aunque muy imprevisible, no se ataba a compromisos, nos mandaba a Orsini y a mí en su lugar a las reuniones del CNPq [Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico] en Brasilia. Lattes era docente e investigador en la UFRJ [Universidad Federal de Río de Janeiro] y en el CBPF [Centro Brasileño de Investigaciones Físicas] y vino para la USP en 1960, invitado por Mário Schenberg [1914-1990], quien era el jefe del Departamento de Física de la facultad de Filosofía, Ciencias y Letras [la actual FFLCH] de la USP. Lattes no soportaba presentarse a concurso. Quiso presentarse a concurso en la Facultad Nacional de Filosofía, de Río de Janeiro. Orsini y yo llevamos la tesis, lo inscribimos, y él no fue. Más adelante, aquí en la USP, él insistió para que se abriera un concurso para calificar como docente en la Facultad de Filosofía, que todavía estaba en la calle Maria Antônia. Abrieron un concurso, y de nuevo Orsini y yo lo inscribimos, pero él no se presentó. Quien sí se inscribió y aprobó fue Jayme Tiomno [1920-2011], pero no se quedó mucho tiempo.

¿Por qué?
Como docente de cátedra, Tiomno recibió una invitación para impartir la clase inaugural del ciclo lectivo de 1969 en la USP. En esa época, el rector era Mário Guimarães Ferri [1918-1985], que estaba de viaje. El que apareció fue el vicerrector, Alfredo Buzaid [1914-1991], muy activo durante el régimen militar. Tiomno había trabajado en la Universidad de Brasilia y creyó que esa era una buena oportunidad para despacharse acerca de todo lo que había padecido en la capital federal. Y realmente contó los problemas que había afrontado en Brasilia. Buzaid estaba allí y sólo miraba de reojo. Ese mismo año, el vicerrector fue designado como ministro de Justicia por el gobierno de Médici [1969-1974], hubo una andanada de cesantías y Tiomno fue uno de ellos. Durante toda esa época nefasta se fueron muchos profesores de Física. Veníamos a trabajar y primero teníamos que pasar por un control policial, ni bien se ingresaba al campus.

¿Usted sufrió algún tipo de persecución?
Yo no tenía mucha actividad en esa área. Pero fui a hablar varias veces con Schenberg, quien también había sido cesanteado y estaba en el DOPS [Departamento de Orden Político y Social], para resolver un problema o conseguir su firma. Los docentes cesanteados tenían prohibida la entrada a la universidad y se los obligaba a jubilarse. José Goldemberg [presidente de la FAPESP desde 2015] y Oscar Sala [1922-2010, presidente de la FAPESP de 1985 a 1995] también eran docentes reconocidos, pero con escasa intervención política. Sala, incluso era extranjero, había nacido en Milán, Italia. Y además de los profesores estaban los alumnos, con activa participación política.

Archivo personal Serra Geral, en la región del sur brasileño, con 2 mil km2 y decenas de derrames basálticosArchivo personal

¿Por qué decidió estudiar física?
Fue algo accidental. Yo fui un niño pobre y tuve que trabajar desde pequeño para ayudar a mi madre. Mi padre abandonó a la familia cuando mi hermana tenía 5 años y yo estaba por nacer. Vivimos durante mucho tiempo en el centro de la ciudad, en la calle Asdrúbal do Nascimento. Ahí fue que conseguí mi primer empleo formal registrado. A los 14 años, empecé a trabajar como recadero en el departamento de construcciones de la empresa Light y después pasé a una empresa de telégrafos, All America Cables and Radio Inc. Todo se hacía por medio del telégrafo. La comunicación no era inmediata, pero en 15 minutos, por los cables submarinos, llegaba la cotización de la bolsa de valores de Londres o de la de Nueva York. Entre la finalización del secundario [la actual enseñanza media] y la facultad, estuve un tiempo sin estudiar, tenía que ayudar a mi mamá. Rendí el examen de admisión para ingeniería, pero reprobé en matemática. Como en la Facultad de Filosofía había un segundo examen, me inscribí en la carrera de química, pero había pocas vacantes de sobra a mitad de año y cancelaron el examen. Entonces rendí en física y entré, en 1959, con un 10 en el examen oral y escrito de matemática. Fue algo accidental, pero al final me gustó mucho.

¿Y cómo llegó a la geofísica?
En 1967, Lattes aceptó el cargo de profesor titular en el nuevo Instituto de Física de la Unicamp [Universidad de Campinas], se mudó a Campinas y el grupo de investigación de la USP se disolvió. Me interesé por la geofísica para poder trabajar en un área que tuviera relación con Brasil. En ese entonces me molestaba hacer ciencia que no tuviera que ver con el país, pero en Brasil no existía la geofísica. El IAG todavía era un instituto complementario de la USP. Había venido a parar a la USP en 1955, porque uno de los directores se peleaba con todo el mundo, el instituto saltaba de una secretaría de Estado a otra y llegó un momento en que quedó completamente huérfano. En 1968, cuando se realizó la reforma universitaria y se crearon los institutos de enseñanza e investigación, el IAG se quedó afuera. En Física, había vacantes para docentes de geofísica, pero nunca se ocuparon. Comencé a ver cuáles eran los grandes temas que trataba la geofísica en sismología, un campo fundamental del saber, porque estudia cómo es la Tierra por dentro, y gravimetría, el estudio de la gravedad. Ya era amigo de Umberto Cordani, docente del Instituto de Geociencias que cumplió una labor importante en los comienzos de la geofísica. Un día, Cordani comentó que un geofísico inglés, Kenneth Michael Creer, uno de los pioneros del paleomagnetismo, había empezado a instalar un laboratorio en Curitiba y lo dejó inconcluso, pero dejó el equipamiento ahí. En Inglaterra, Creer y Patrick Blackett [1897-1974], que fue presidente de la Royal Society, habían comenzado a determinar la dirección del polo magnético en rocas de Europa con distintas edades.

¿Y qué descubrieron?
Vieron que el norte de las rocas no era el mismo que el de la Tierra. Como consideraron que ese misterio se aclararía si trabajaban con rocas de más de un continente, durante la década de 1960 Creer recolectó muestras de rocas en Brasil, Argentina y Uruguay para estudiar el movimiento de los continentes. Eran tiempos de una disputa acérrima entre los fijistas, que decían que los continentes eran fijos, y los movilistas, que sostenían que los continentes se desplazaban. La deriva continental era una idea antigua. Bastaba con fijarse en las costas de África y de América del Sur para notar que encajaban. En 1913, Alfred Wegener [1880-1930] publicó el libro intitulado Die Entstehung der Kontinente und Ozeane [El origen de continentes y océanos], pero exageró en sus argumentos y, por esa y otras razones, no tuvo gran aceptación en la época. La disputa siguió hasta la década de 1970. Hablamos con Creer, él cedió los equipamientos y fuimos a buscarlos con Cordani a Curitiba. Esencialmente eran bobinas de desmagnetización y de Helmholtz, que generan un campo magnético para eliminar el campo magnético de la Tierra, que es poco intenso, pero debe anularse para poder medir la magnetización de las rocas. Entonces montamos el laboratorio de paleomagnetismo en el Instituto de Física.

¿Cuáles fueron sus primeros trabajos en ese campo?
Luego de instalar el laboratorio, contratamos a un geofísico argentino, Daniel Valencio, que había trabajado con Creer en Inglaterra, y empezamos a trabajar. Él vino para acá y luego yo pasé algunos meses en Argentina. El primer estudio fue sobre la polaridad de las rocas del archipiélago de Abrolhos, algo que permitió conocer mejor la historia de la formación de las islas, que comenzó hace 60 millones de años y anteriormente era un tema que había estudiado Cordani. Ese estudio salió publicado en 1972 en la revista Nature Physical Science, y una muestra del gran interés por el área en esa época. Nos quedamos en Física hasta 1972, cuando el IAG fue incorporado oficialmente como unidad educativa y de investigación de la USP. Anteriormente, el IAG, que viene de la época del Imperio, todavía no tenía un destino concreto en la USP. Las posibilidades eran variadas, como por ejemplo, su incorporación al Instituto de Geociencias, al Instituto de Física o a la Escuela Politécnica, pero a quien era entonces el director del IAG, Abrahão de Moraes [1917-1970], que era docente de cálculo en la Poli, no le agradaba ninguna. Tuve la suerte de ser su alumno durante dos años. Él quería que el IAG fuera un instituto educativo y de investigación para desarrollar la astronomía, la geofísica y la meteorología.

Archivo personal Pacca en un trabajo de campo en 1997 en Vila Bela da Santíssima Trindade, Mato GrossoArchivo personal

¿Cómo se resolvió el destino del IAG?
En diciembre de 1970, aún no se había resuelto nada cuando Abrahão falleció, de repente. El rector era Miguel Reale [1910-2006], a quien le agradaba Abrahão. Durante el sepelio, él brindó un discurso, al borde del sepulcro: “El instituto que tanto querías, Abrahão, voy a hacer lo que pueda para conseguirlo”. Y el instituto se erigió entonces, como unidad de enseñanza e investigación de la USP, en 1972. Los tres departamentos –astronomía, geofísica y meteorología– se crearon en esa ocasión. En cuanto a la astronomía no había problema, era la actividad tradicional del instituto. Además, tres alumnos que Abrahão había enviado al exterior para hacer doctorados, Paulo Benevides Soares [1939-2017], José de Freitas Pacheco y Sílvio Ferraz-Mello, ya habían regresado e ingresaron inmediatamente al instituto. En meteorología, ya existía la estación meteorológica, que en esa época estaba en el Parque do Estado, en la zona sur de São Paulo, aún sin profesores. El director del instituto, Giorgio Giacaglia, trajo algunos extranjeros, pero eso no dio resultado. Sólo tuvo éxito cuando enviaron a Pedro Leite da Silva Dias [director actual del IAG] y Maria Assumpção Dias, recién graduados en matemática, a realizar un doctorado en Estados Unidos para que después asumieran como docentes e investigadores del área. En cuanto a la geofísica, no había nada. La universidad exigía que el departamento tuviera al menos cinco docentes, en tres categorías. Uno de ellos era el propio Giacaglia, profesor titular en la Poli, que había trabajado con geodesia dinámica. Vinieron dos geólogos prestados de Geociencias, Cordani y Koji Kawashita. Yo me convertí en jefe del departamento, porque había hecho un doctorado en física y era el único que estaba con dedicación exclusiva. Contratamos a un auxiliar educativo, Francisco Hiodo y, por medio de Creer, conseguimos una vacante para un doctorado en Escocia, para donde mandamos a Marcelo Assumpção, recién contratado, para que después fuera docente aquí. Yo ayudaba a elegir los nombres. Además de ser jefe de departamento, daba clases de geofísica. El primer máster fue el de Márcia Ernesto, en 1978. Ella hizo la iniciación a la investigación científica y el máster conmigo, en paleomagnetismo. Ahí pudimos empezar a creer en el departamento. Ahora no va a desaparecer, está formando gente.

¿Cómo comenzaron las carreras en el IAG?
Pretendíamos crear inmediatamente las carreras. La de meteorología fue más fácil, porque esa era la vocación del instituto, y arrancó en 1975. La de geofísica fue más complicada. Tuvimos que enfrentar gran oposición de las asociaciones de geólogos, que no querían más competencia, al igual que los ingenieros de minas no querían competencia cuando se crearon las carreras de geología en Brasil, al final de la década de 1960, en una época en la que se descubrió que el país poseía recursos minerales, pero no había mano de obra en cantidad y calidad necesaria. Logramos demostrar que las atribuciones de geólogos y geofísicos eran diferentes y, finalmente, la carrera arrancó en 1985. La carrera de grado en astronomía vino bastante después, porque en los albores del instituto, los astrofísicos consideraban que no era necesaria una carrera formal y podían arreglárselas con alumnos de posgrado. Hoy en día, las tres carreras y sus departamentos son sólidos, tal vez sean los más firmes de Brasil, por la calidad, tanto de sus docentes como de sus alumnos. En geofísica avanzamos bastante con las colaboraciones internacionales. Teníamos planteos científicos que les interesaban a científicos extranjeros.

La geofísica me atrajo porque podría trabajar en un área que tuviese relación con Brasil

¿Cuál es su trabajo científico del cual más se enorgullece?
El extenso trabajo sobre el magmatismo de Serra Geral, que se extiende por la región del sur brasileño, un sector de Paraguay, de Argentina y de Uruguay. Fue una labor conjunta con grupos italianos, principalmente con Enzo Piccirillo, de la Universidad de Padua y después de Trieste, y Piero Comin-Chiaramonti, de Verona. Se trata de una meseta con decenas de derrames basálticos, que se extiende sobre una superficie de casi 2 mil km2. Hay lugares donde el espesor del basalto es de casi 2 km. Los geólogos ya habían estudiado la región, pero había dos grandes incógnitas. La primera era la edad de los derrames basálticos, porque en la década de 1970, cuando comenzamos a trabajar allá, el método de datación todavía era por potasio orgánico, con un margen de error muy alto. La otra versaba acerca de la rapidez con que se produjeron los derrames en esa región. Los geólogos pensaban que habría sido un proceso largo. El paleomagnetismo logró develar las dos cosas. Descubrimos que los derrames en la región comenzaron hace alrededor de 150 millones de años, con un apogeo hace 127 millones de años y luego fueron decreciendo. También determinamos que fue relativamente rápido. Seis derrames en menos de un millón de años es poco tiempo, considerando el volumen de lava. Era un volumen fantástico, que salía por fisuras del antiguo continente formado por América del Sur y África. Cuando los continentes eran muy grandes, el calor se acumulaba hasta fundir la litósfera, la capa más exterior de la Tierra y salía. Ese trabajo en Serra Geral se extendió por unos 20 años y formó a muchos magísteres y doctores.

¿Usted todavía realiza recolecciones de campo?
Mi viaje más reciente fue en 2008. Fui a Camerún, en África, y estuve un mes recolectando muestras de roca en el interior del país. Camerún tiene formaciones volcánicas más o menos alineadas que vienen del océano y penetran en el continente. Eso es algo muy relevante para quien estudia el paleomagnetismo de la Tierra. También fue algo inolvidable por otro motivo. Cuando nos internamos en Camerún, cuya cultura es completamente diferente a la nuestra, uno de sus habitantes, al notar que una de las investigadoras de mi grupo trabajaba mucho, me preguntó si no se la cambiaba por algunas cabras.

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