Archivo de la categoría: La Moraña

comarca de La Moraña y Tierra de Arévalo, que corresponde geológicamente con la cuenca sedimentaria del Duero. Un paisaje llano de campos de cultivo infinitos con algunos cerros testigo y lagunas endorreicas dispersas.

Los elementos del paisaje en Villaflor

Autoría: Davinia Díez Canseco y Jaime Cuevas

En esta panorámica general podemos ver tres elementos del paisaje que narran las historias que han ocurrido en este lugar a lo largo del tiempo geológico.

Desde esta panorámica vemos 3 elementos del paisaje que narran las historias que han ocurrido aquí a lo largo del tiempo geológico. Imagen de Gabriel Castilla.
Desde esta panorámica vemos 3 elementos del paisaje que narran las historias que han ocurrido aquí a lo largo del tiempo geológico. Imagen de Gabriel Castilla.
  1. El primer elemento son los arroyos, torrentes y procesos de erosión que modelan rápidamente el paisaje y que hacen preguntarnos si un romano vería el mismo entorno que vemos ahora.
  2. El segundo elemento es el relieve cercano formado por materiales geológicos del periodo Mioceno (14 millones de años), cuando esta zona fue habitada por antiguos vertebrados que dejaron sus restos en yacimientos paleontológicos como el que acabáis de ver. Estos fósiles, junto con las calcretas, permiten dibujar un entorno de clima y paisaje muy distinto al actual. ¿Qué tipo de paisaje vieron estos antiguos mamíferos?
  3. El tercer elemento son las montañas que hay al fondo, que permiten descifrar otras historias que emergen desde lo más profundo del tiempo. De allí son las rocas que en otro tiempo fueron sedimentos de océanos, se enterraron bajo cordilleras para luego volver a la superficie, incluso algunas que antes fueron magmas en el interior de la corteza.
Esta fue la última parada del Geolodía 22 de Ávila en Villaflor.

El desafío final

Además de sintetizar todos los elementos del paisaje que el público asistente había recorrido, aquí debían resolver el ‘desafío final’, acertar la frase oculta siguiendo las pistas recogidas durante su exploración del laberinto.

Las pistas recogidas en cada parada geológica
La frase oculta

Mapa central de la guía de campo. En él se indican el área de juego y la posición aproximada de las paradas geológicas. Además, se facilita un espacio para pegar cada una de las pistas recogidas durante la exploración del laberinto y el acertijo final que el público asistente tendrá que adivinar basándose en las pistas.
Mapa central de la guía de campo. En él se indican el área de juego y la posición aproximada de las paradas geológicas. Además, se facilita un espacio para pegar cada una de las pistas recogidas durante la exploración del laberinto y el acertijo final que el público asistente tendrá que adivinar basándose en las pistas.
La solución
Solución al desafío final del Geolodía 22 de Ávila en Villaflor.
Solución al desafío final del Geolodía 22 de Ávila en Villaflor.

Este contenido formó parte del Geolodía 2022 de Ávila.

Raíces de carbonato. Calcretas y clima

En algunas paredes del laberinto de Villaflor podemos observar un patrón de líneas blancas. Son en realidad láminas de carbonato cálcico que han sido cortadas por la incisión de la red de drenaje.

Estas láminas se formaron gracias a la actividad de raíces de plantas en simbiosis con microorganismos y hongos, y es lo que conocemos como calcretas.

En un clima semiárido los nutrientes y el agua son bienes muy preciados y los vegetales desarrollaron estas estructuras para ayudar a retenerlos cerca de sus raíces.

Así, la presencia de estas láminas nos habla de unas condiciones climáticas concretas, de aridez y temperaturas suaves o cálidas hace millones de años.

Calcretas laminares en la pared de un canal del laberinto. En realidad son láminas de carbonato cálcico expuestas al ser cortadas por el “cuchillo” de la red de drenaje. Imagen de Javier Pérez Tarruella.
Calcretas laminares en la pared de un canal del laberinto. En realidad son láminas de carbonato cálcico expuestas al ser cortadas por el “cuchillo” de la red de drenaje. Imagen de Javier Pérez Tarruella.

Cuando las calcretas se presentan en forma de láminas entrecruzadas y no como grandes capas, nos indican que la sedimentación era puntual y esporádica: en determinados eventos de tormenta se producía sedimentación, que provocaba la muerte de la lámina activa y la formación de nuevas láminas, que cortan a las anteriores.

Carbono para arriba, Carbono para abajo

Las rocas en las que están desarrolladas las calcretas de Villaflor no contienen carbonato, el carbonato era aportado en parte por el polvo en suspensión (como el de las invasiones de polvo del Sáhara que sufrimos actualmente).

Las calcretas fijan carbono en la corteza terrestre, así que tienen su papel en el ciclo del CO2 .

Las plantas absorben CO2 para convertirlo en hojas, madera y raíces, pero al morir la planta, estos elementos se oxidan y el carbono vuelve a la atmósfera. Sin embargo, el carbono fijado en la calcreta no se oxida, se fija y pasa a formar parte de la litosfera, hasta que la meteorización lo disuelva y vuelva a formar parte de la atmósfera.

Este es uno de los contenidos del Geolodía 22 de Ávila en Villaflor.

La prueba del ácido

Cuando echamos ácido clorhídrico en la calcreta para comprobar su contenido en carbonato cálcico, estos compuestos reaccionan y forman agua, CO2 que escapa formando burbujas y cloruro de calcio, que se disuelve en el agua.

Así, en este gesto devolvemos a la atmósfera Carbono que había sido retenido en la corteza terrestre durante millones de años.

Este es uno de los contenidos del Geolodía 2022 de Ávila.

Aprende más sobre las calcretas laminares de La Moraña

La datación relativa en geología

Autoría: Pablo Melón y Ana Isabel Casado

En el laberinto de Villaflor estás en un sistema de drenaje donde el agua “corta” el sedimento como si fuera un cuchillo y se lo lleva, dejando ver cada capa. Ahora, están todas las capas pero… ¿habrá sido siempre así?

Presta atención a lo que ves para poder interpretar cómo se relacionan unas capas con otras y ordenar los componentes del laberinto de más antiguo a más moderno, utilizando la datación relativa.

Para entender lo que te rodea tienes que fijarte bien. ¿Hay cosas que se repiten? ¿Todo tiene el mismo color? Gráfico de Ana Isabel Casado.
Para entender lo que te rodea tienes que fijarte bien. ¿Hay cosas que se repiten? ¿Todo tiene el mismo color? Gráfico de Ana Isabel Casado.

La datación relativa es un método de datación empleado en geología en el que se ordenan los eventos de más antiguo a más moderno sin asignarles edades concretas. Estos son los principios en los que se basa:

Esta fue una de las paradas geológicas en la actividad Geolodía 22 en Villaflor, el domingo 8 de mayo de 2022.
Este es el juego que se propuso al público asistente a la actividad. En él debían colocar correctamente cada evento según el principio de datación relativa explicado en la parada geológica. ¡La mayoría tuvieron un 10!

Este contenido formó parte de la actividad Geolodía 2022 de Ávila.

El proceso de fosilización

Los fósiles son los restos de seres vivos del pasado que quedan preservados en el tiempo transformados en roca.

La sustitución mineral átomo a átomo es lenta y permite conservar la estructura de los restos originales. Los detalles en los fósiles facilitan el estudio de una especie concreta, pero también del conjunto de especies que vivían en un tiempo determinado, lo que nos acerca al concepto de ecosistema del pasado. También a conocer la evolución de las especies a lo largo del tiempo.

Capa donde encontramos fósiles de pequeños vertebrados del Mioceno (hace unos 14 millones de años). Imagen de Gabriel Castilla.
Capa donde encontramos fósiles de pequeños vertebrados del Mioceno (hace unos 14 millones de años). Imagen de Gabriel Castilla.

¿Cuáles son las condiciones que han de darse para que un resto de vertebrado se conserve? En esta parada encontrarás y tocarás fósiles de vertebrados continentales del Mioceno que hablan de la vida en el pasado geológico de Ávila.

En esta parada geológica del Geolodía 22 de Ávila explicamos cómo se forma un fósil y qué información aportan los fósiles.

Este fue uno de los contenidos del Geolodía 2022 de Ávila, que tuvo lugar el domingo 8 de mayo de 2022 en Villaflor, Ávila, España.

La naturaleza fractal de las redes fluviales

El mundo está construido a partir de unas pocas piezas básicas que siguen reglas estrictas, aunque extrañas y nada familiares.

Las diez claves de la realidad. Frank Wilczek, 2022

¿Por qué hay ríos con forma de árbol?

Muchos ríos y torrentes se caracterizan por presentar un patrón geométrico dendrítico similar a las ramas de un árbol (dendron significa árbol en griego), donde el canal principal recuerda al tronco mientras que los afluentes se asemejan a las ramas superiores.  

A simple vista este patrón muestra un aspecto caótico, con ramificaciones extendiéndose en cualquier dirección. Sin embargo, bajo esta aparente aleatoriedad se esconden algunas reglas básicas de la Naturaleza, y para desentrañarlas es necesario enfocar el problema desde tres puntos de vista:

1. Geología

2. Geometría

3. Termodinámica

Figura 1. Nervadura de una hoja en descomposición, ramas de un árbol y red de afluentes de los ríos Duero y Ebro. Tres ejemplos de patrón dendrítico a diferentes escalas. Imágenes de Gabriel Castilla.

1. Cuando el azar se cruza con la Geología

Uno de los principales agentes modeladores de paisajes es el agua que, cuando se desplaza por la superficie terrestre como consecuencia de la lluvia o el deshielo, configura un patrón de drenaje impulsado por la fuerza de la gravedad.

Desde que se produce el impacto de las gotas de lluvia sobre el terreno hasta que se forman pequeños regueros y canales por la erosión, son muchas las variables que pueden entrar en juego, pues la erosión es un proceso que depende del azar a muchas escalas.

Figura 2. La lluvia no siempre erosiona homogéneamente una superficie sedimentaria, pues algunos cantos rodados, distribuidos al azar, pueden actuar como pequeños paraguas (izquierda) que condicionan el camino que inicialmente puede seguir la corriente. Poco a poco el agua escurre y va incidiendo en el terreno hasta que logra encauzarse en pequeñas canaladuras (centro) y regueros (derecha) que, como se puede apreciar en la imagen, ven alterada su distribución espacial por la presencia de obstáculos, en este caso raíces (derecha).
Figura 2. La lluvia no siempre erosiona homogéneamente una superficie sedimentaria, pues algunos cantos rodados, distribuidos al azar, pueden actuar como pequeños paraguas (izquierda) que condicionan el camino que inicialmente puede seguir la corriente. Poco a poco el agua escurre y va incidiendo en el terreno hasta que logra encauzarse en pequeñas canaladuras (centro) y regueros (derecha) que, como se puede apreciar en la imagen, ven alterada su distribución espacial por la presencia de obstáculos, en este caso raíces (derecha). Imágenes de Gabriel Castilla.

Pero más allá de la inicial concatenación de factores aleatorios (cantos, raíces, etc.), hay tres variables que condicionan la forma de una red de drenaje:

  1. El clima, que controla la cantidad e intensidad de la lluvia durante los episodios de tormenta, y por tanto la cantidad de agua que circula por la red.
  2. La litología, que condiciona la resistencia de las rocas y el sedimento a la erosión, pues los materiales blandos, permeables o poco consolidados permiten que el agua se abra paso con más facilidad.
  3. La tectónica, que determina desde las fracturas del terreno por donde se encauza el agua con más facilidad, hasta los cambios en el nivel de base (la desembocadura) hacia donde se desplaza el agua, normalmente depresiones del terreno o el nivel del mar. El descenso del nivel de base provoca un fenómeno conocido como erosión remontante (ver Figura 3), un proceso que favorece el crecimiento de la red de afluentes en la zona de cabecera.
Figura 3. El motor que impulsa el agua por una pendiente es la gravedad (izquierda). Un cambio en el nivel de base de un río o un torrente supone un aumento de la energía potencial del fluido. El agua salva esta diferencia con un aumento de la energía cinética (gana velocidad porque ha ganado altura). El resultado es un aumento de la erosión en sentido opuesto a la pendiente, o sea, remontando la corriente. Esto se traduce en una mayor incisión del agua, un lavado del sedimento que soporta las raíces de los árboles (centro) y el crecimiento de los canales en la zona de cabecera (derecha). Imágenes de Gabriel Castilla.

Como vemos, la configuración final de la red de drenaje parece ser un reflejo del sustrato geológico (litología y tectónica) junto con el  clima y el azar.

Los datos bibliográficos señalan que de las múltiples configuraciones posibles el patrón dendrítico es el más frecuente de todos, y éste suele desarrollarse sobre materiales que presentan una resistencia homogénea a la erosión.

Figura 4. Los tres patrones de drenaje más frecuentes: patrón angular (izquierda), que está condicionado por la existencia de un sistema de fracturas perpendiculares; patrón dendrítico (centro), que se desarrolla sobre terreno sedimentario blando y homogéneo o sobre batolitos; y patrón rectangular (derecha), muy frecuente en terrenos donde se intercalan capas duras y blandas.
Figura 4. Los tres patrones de drenaje más frecuentes: patrón angular (izquierda), que está condicionado por la existencia de un sistema de fracturas perpendiculares; patrón dendrítico (centro), que se desarrolla sobre terreno sedimentario blando y homogéneo o sobre batolitos; y patrón rectangular (derecha), muy frecuente en terrenos donde se intercalan capas duras y blandas.

2. Cuando el azar y la Geología se cruzan con la Geometría

En 1975 el matemático Benoît Mandelbrot acuñó el término fractal para referirse a aquellos patrones geométricos irregulares que se repiten a múltiples escalas. Desde este enfoque todas las redes fluviales dendríticas se consideran fractales, y por tanto se pueden expresar con lenguaje matemático.

Figura 5. Mapa que muestra la red de drenaje del torrente y las cárcavas de Villaflor (Ávila). El conjunto muestra un patrón dendrítico similar a diferentes escalas, desde los canales principales de mayor tamaño (en naranja y amarillo) hasta los afluentes más pequeños (azules y grises). Esta autosemejanza multiescalar es una característica propia de los fractales. Mapa elaborado por Javier Pérez Tarruella.
Figura 5. Mapa que muestra la red de drenaje del torrente y las cárcavas de Villaflor (Ávila). El conjunto muestra un patrón dendrítico similar a diferentes escalas, desde los canales principales de mayor tamaño (en naranja y amarillo) hasta los afluentes más pequeños (azules y grises). Esta autosemejanza multiescalar es una característica propia de los fractales. Mapa elaborado por Javier Pérez Tarruella.

Cualquier red de drenaje tiene una dimensión fractal (D), un valor numérico que se obtiene al relacionar las bifurcaciones (ramificaciones más o menos complejas) de la maraña de canales que lo forman respecto a su longitud total.

Según los datos bibliográficos, la mayoría de las redes dendríticas presentan dimensiones fractales comprendidas entre 1.6 y 1.8

¿Esto qué significa?

  • De forma intuitiva entendemos que las líneas abiertas y curvas que dibujamos sobre un papel tienen una sola dimensión y por tanto un valor D=1;
  • mientras que las formas cerradas que dibujamos en dos dimensiones (el área de un círculo o un cuadrado, por ejemplo) tienen un D=2;
  • y los cuerpos tridimensionales (con volumen) presentan un D=3.

Sin embargo, aunque existen objetos que pueden alojarse en espacios bidimensionales (2D) o tridimensionales (3D), su dimensión espacial no es necesariamente 2 o 3.

Figura 6. Representación de la dimensión fractal (D) para objetos de una, dos y tres dimensiones. Las nervaduras lineales de una hoja siguen un patrón dendrítico que tiende a rellenar una superficie, lo que le otorga una dimensión fractal comprendida entre 1 y 2.
Figura 6. Representación de la dimensión fractal (D) para objetos de una, dos y tres dimensiones. Las nervaduras lineales de una hoja siguen un patrón dendrítico que tiende a rellenar una superficie, lo que le otorga una dimensión fractal comprendida entre 1 y 2.

Las formas geométricas de gran complejidad adoptan valores fraccionarios de D (de ahí el término fractal, que literalmente significa roto o quebrado).

Una red fluvial similar a las nervaduras de una hoja muestra un patrón geométrico dendrítico que tiende a extenderse por el terreno hasta ocupar la mayor superficie posible.

¿Por qué?

3. Cuando el azar, la Geología y la Geometría se cruzan con la Termodinámica

Los ríos y torrentes que configuran la red de drenaje de una cuenca son sistemas termodinámicos, es decir, partes del Universo que podemos individualizar para estudiarlos desde el punto de vista de la energía, el calor y el movimiento.

En este contexto, y de forma muy simple, se podría decir que las redes de drenaje dendríticas se rigen por una única norma: la tendencia de todo sistema a alcanzar un equilibrio termodinámico, es decir, un estado de máxima entropía o desorden. Esta norma es el Segundo Principio de la Termodinámica y rige el destino de cualquier sistema cerrado y en equilibrio térmico del Universo.

Sin embargo, los ríos no pueden alcanzar este equilibrio porque son sistemas abiertos que intercambian materia y energía con su alrededor: entra agua (materia) periódicamente por tormentas, deshielo o escorrentía subterránea;  y disipan mucha energía en forma de calor debido a la fricción del agua con la superficie del terreno.

Puesto que el sistema río no puede alcanzar el equilibrio termodinámico, se conforma con la segunda mejor opción posible: lograr un equilibrio dinámico de flujo en el que se pierda la menor cantidad de energía posible. Desde este punto de vista, la forma fractal de una red de drenaje es el reflejo de este equilibrio o balance entre los factores que hacen que el sistema “pierda” energía y los que permiten “ahorrar” energía.

Figura 7. La energía disipada por la fricción del agua sobre el sedimento aumenta con la distancia recorrida y con la superficie de rozamiento; pero disminuye con el volumen de agua que transporta. Es por ello que cuando varias corrientes menores se funden en otra de mayor tamaño, la energía disipada del sistema disminuye, y esto la hace termodinámicamente más estable. Este es el origen de la jerarquización de una res de drenaje, desde pequeñas cárcavas (izquierda), pasando por la unión de varios canales (centro) y el desarrollo de canales de mayor tamaño y profundidad (derecha). Imágenes de Gabriel Castilla.
Figura 7. La energía disipada por la fricción del agua sobre el sedimento aumenta con la distancia recorrida y con la superficie de rozamiento; pero disminuye con el volumen de agua que transporta. Es por ello que cuando varias corrientes menores se funden en otra de mayor tamaño, la energía disipada del sistema disminuye, y esto la hace termodinámicamente más estable. Este es el origen de la jerarquización de una red de drenaje, desde pequeñas cárcavas (izquierda), pasando por la unión de varios canales (centro) y el desarrollo de canales de mayor tamaño y profundidad (derecha). Imágenes de Gabriel Castilla.

Ahora ya conocemos los tres factores que subyacen bajo el aparente caos de las redes de drenaje dendríticas: Geología, Geometría y Termodinámica; y por tanto estamos en condiciones de retomar la pregunta de partida pero con una pregunta más certera:

¿Cómo llega un río o un torrente a desarrollar un patrón dendrítico fractal?

El sistema de drenaje parte de una configuración inicial condicionada por el azar sobre un determinado sustrato geológico y poco a poco va probando las diferentes posibilidades energéticas.

Las posibilidades que resultan más favorables al ahorro de energía “sobreviven” durante más tiempo, mientras que las más alejadas del equilibrio tienden a desaparecer.

Con el paso del tiempo se establece un sistema complejo de naturaleza fractal que fluctúa (equilibrio dinámico) en torno a un estado ideal de mínima pérdida (disipación) de energía.

4º Si no hay factores geológicos (tectónicos, litológicos) que condicionen fuertemente el desarrollo de la red de drenaje, la forma arborescente tiende a ser la más estable termodinámicamente.

Este es uno de los contenidos del Geolodía 2022 de Ávila. ¡No te lo pierdas en directo el domingo 8 de mayo 2022 en Villaflor!

Bibliografía

  • García, M. y Fairén, V. (1980). Estructuras disipativas. Algunas nociones básicas /1. El Basilisco, Nº 10, mayo-octubre, pp. 8-13
  • Gutiérrez Elorza, M. (2008). Geomorfología. Pearson Educación, Madrid.
  • Mandelbrot, B. (1997). La geometría fractal de la naturaleza. Tusquets, Barcelona.
  • Martínez, F.; Ojeda, J. A. y Manríquez, H. (2020). Morfometría y Fractalidad en Redes de Drenaje de Cuencas Chilenas. Conferencia del XXIV Congreso Chileno de Ingeniería Hidráulica.
  • Ramírez-Hernández, R.; Rodríguez-Infante, A. y Ordaz-Hernández, A. (2017). Dimensión fractal de redes de drenaje controladas estructuralmente en cuencas hidrográficas de Pinar del Río, Cuba. Minería y Geología, Vol. 33 (2), pp.163-176.
  • Schlichting, H. J. (2015). La geometría de las redes fluviales. Investigación y Ciencia Nº 463 (abril), pp. 84-86.
  • Strahler, A. N. y Strahler, A. H. (1994). Geografía Física. Ediciones Omega, Barcelona.
  • Zucarelli, G. V. y Tabernig, D. (2009). Análisis Fractal de la Red de Drenaje del Arroyo Feliciano (Entre Ríos, Argentina). Cuadernos del CURIHAM, Vol. 15, pp. 31-42.

Los otros «relojes de arena». Método de datación por OSL

Texto y gráficos – Ana Isabel Casado Gómez

Los clásicos relojes de arena cronometran el tiempo en función de lo que tarda en pasar la arena que contienen por su estrecha cintura. Pero existe otro tipo de «relojes en la arena» que nos permiten contar el tiempo gracias a su estructura cristalina y a la luz, proporcionándonos un práctico método de datación: la Luminiscencia Ópticamente Estimulada u OSL.

El método de datación por OSL, por su acrónimo en inglés (Optically Stimulated Luminescence), se emplea principalmente en materiales sedimentarios detríticos (como la arena y los limos de las dunas de La Moraña).

Este método tiene un rango de aplicación de entre 6 y 800.000 años, aunque no para de optimizarse y se han llegado a datar sedimentos de 1,5 Ma (Bartz et al., 2019).

Esta técnica se desarrolló ante la necesidad de datar de manera directa los sedimentos, sin utilizar materia orgánica a la que aplicarle la datación por Carbono-14, ya que no siempre se encuentran restos biológicos en los sedimentos. Además, el límite de datación del Carbono-14 es menor (60.000 años) y es a veces insuficiente.

Cómo funciona

Para la datación por OSL se utiliza el cuarzo. Esto supone una gran ventaja frente a otras técnicas ya que el cuarzo es uno de los minerales más duros, resistentes y abundantes de la superficie terrestre.

Con el método de luminiscencia ópticamente estimulada se data el último momento en que un material de origen sedimentario estuvo expuesto a la luz solar, el momento de su sedimentación y enterramiento.

¿Qué le sucede al cuarzo cuando recibe luz solar? ¿Y cuando se entierra y deja de recibir esa luz?

Cuando los sedimentos se encuentran en la superficie, la radiación solar visible «limpia» el cuarzo eliminando cualquier electrón que pudiera encontrarse atrapado en su estructura, esto se conoce como blanqueamiento. (Figs. 1.A).

Al enterrarse el sedimento y dejar de estar radiado por el Sol, el cuarzo comienza a recibir un débil flujo de partículas radiactivas (alfa α, beta β y gamma γ) provenientes de elementos radiactivos que forman parte de otros minerales del propio sedimento (como el torio, el uranio y el potasio-40 de la biotita, la circonita, el apatito o el esfeno, o el potasio-40 de los feldespatos blancos y rosas).

La consecuencia de esta radiación natural propia del sedimento es la acumulación progresiva de electrones en trampas dentro de la estructura cristalina de los cuarzos: cuanto más tiempo permanezcan los cuarzos enterrados y protegidos de la luz, más electrones acumularán en su estructura (Figs. 1.B).

Fig. 1. Esquema de los procesos radiactivos que tienen lugar en los sedimentos, tanto a macroescala como a microescala. A) Cuando el cuarzo es radiado por la luz solar y su estructura está libre de electrones. B) Cuando el cuarzo queda enterrado y afectado por otras radiaciones que no son la solar, acumulando electrones en su estructura cristalina.

¿Cómo se recogen las muestras en el campo?

Para poder emplear este método con éxito, es necesaria una recogida muy meticulosa de las muestras en el campo. Para ello:

  1. Se introduce un tubo metálico dentro del sedimento (Fig. 2A) para proteger la muestra de la luz, y evitar así la pérdida de los electrones acumulados en los cuarzos. El tubo se coloca perpendicular a la superficie del afloramiento y se introduce en el sedimento. Se extrae un testigo dejando un agujero cilíndrico en el sedimento.
  2. Posteriormente, con un taladro de corona circular (Fig. 2B), se extrae el sedimento que hay alrededor de la muestra para hacer medidas sobre este sedimento en el laboratorio.
  3. Por último, se introduce un dosímetro en el agujero y se toman medidas de radiación gamma (γ) in situ (Fig. 2C).
Fig. 2. Fotografías del proceso de recogida de muestras para datación por OSL. A) Detalle de la extracción de la muestra. Una persona sujeta el tubo metálico mientras que otra lo golpea con una maza hasta conseguir introducirlo en el sedimento y extraer la muestra protegida de la luz. B) Recogida del sedimento colindante a la muestra para medir la humedad, los elementos radiactivos y la radiación beta (β) del sedimento. C) Dosímetro midiendo la radiación gamma (γ) en el interior del sedimento. Fotografías: AI Casado.

¿Y qué hacemos con las muestras en el laboratorio?

Una vez en el laboratorio, los granos de cuarzo se separan del resto de minerales. Esto se hace en un cuarto oscuro (como los de revelado de fotografías en papel) empleando una tenue luz roja cuya radiación no interfiere con los electrones atrapados en la estructura del cuarzo (Figs. 3A).

Separados los cuarzos, se exponen a una radiación visible controlada semejante a la radiación visible solar. Al iluminar los cuarzos, los electrones que habían quedado atrapados en su estructura durante su enterramiento emiten una señal luminiscente que permite contabilizar cuántos electrones se han acumulado (esta cantidad de electrones se conoce como paleodosis) (Figs. 3B).

Fig. 3. Esquema de los procesos radiactivos que tienen lugar en los sedimentos, tanto a macro como a microescala, en el laboratorio. A) Cuando el cuarzo es radiado por una tenue luz roja. B) Cuando se radia con una luz similar a la solar, permitiendo contabilizar los electrones atrapados en su estructura cristalina.

La datación

¿Y cómo sabemos cuántos años suponen los electrones contabilizados?

Como cada sedimento es diferente, hay que evaluar en el laboratorio cuál es la dosis de radiación natural del sedimento tomado alrededor de la muestra (Fig. 2B) conociendo la radiación gamma (γ) y midiendo la humedad, los elementos radiactivos y las partículas beta (β).

Con todos estos datos, se puede evaluar cuántos electrones puede generar cada muestra en un año (dosis anual).

Al dividir la dosis acumulada en la muestra de manera natural, la paleodosis, (que se ha obtenido contabilizando los electrones atrapados en el cuarzo en el paso anterior) entre la dosis anual obtenida experimentalmente, se puede conocer cuántos años hace que se produjo la sedimentación de la muestra.

  • De esta forma, si los cuarzos han recibido poca dosis cada año (dosis anual) y han acumulado muchos electrones (paleodosis), la edad es alta.
  • Si la dosis anual que recibían los cuarzos era muy grande, aunque haya acumulados muchos electrones tendrán una edad baja.

Por eso es necesario medir la dosis anual de cada muestra.

Resumiendo…

La datación por OSL o datación por Luminiscencia Ópticamente Estimulada se emplea para conocer la edad del momento de sedimentación de un depósito que contenga granos de cuarzo (Fig. 4).

La radiación solar mantiene los cuarzos superficiales «limpios» de cualquier otra radiación que pudieran acumular durante la erosión y el transporte.

Cuando se produce la sedimentación, los cristales de cuarzo enterrados que ya no reciben radiación solar comienzan a recibir una radiación débil procedente de elementos radiactivos de los minerales que los rodean, y acumulan electrones en su estructura.

Los cristales de cuarzo se «llenan» de electrones de manera gradual, a un ritmo constante en el tiempo (dosis anual).

Y es el contaje de esos electrones lo que determina la paleodosis, con lo que se puede calcular cuánto tiempo ha pasado desde que quedaron enterrados y dejaron de recibir luz solar.

Cuando se iluminan de nuevo esos cuarzos con una radiación visible similar a la solar, los electrones atrapados en el cuarzo se liberan emitiendo una señal luminiscente.

Midiendo esos electrones y la dosis anual del sedimento, se puede saber cuántos electrones estaban atrapados en el cuarzo y calcular la edad en que se produjo la sedimentación.

Fig. 4. Gráfica resumen de la acumulación de radiación beta (β) en el cuarzo en función del tiempo y de las condiciones de exposición a la luz (modificado de Aitken, 1998)

¿Sabías que… el feldespato también tiene la capacidad de albergar electrones en trampas de su estructura cristalina, por el mismo proceso que el cuarzo? Para la datación con feldespatos el procedimiento es similar al OSL, pero se emplea radiación infrarroja para estimular la luminiscencia. En ese caso, se denomina IRSL o Luminiscencia estimulada por infrarrojos.

Referencias

Ostrácodos, los señores del agua

Texto e imágenes: Blanca Martínez

Los lectores habituales de este blog ya conocéis algunas de las herramientas o proxys más utilizadas para poder reconstruir los climas del pasado, como los isótopos de oxígeno, los foraminíferos o el polen. Pues aquí os voy a presentar una nueva, los ostrácodos.

RECUERDA QUE. Un dato «proxy» es un dato indirecto. Como no es posible medir directamente la temperatura o la precipitación del pasado, se utilizan registros de otras variables a partir de las cuales se pueden deducir las primeras. La interpretación de estos datos «proxy» está basada siempre en principios físicos, químicos o biológicos.

Qué son los ostrácodos

Los ostrácodos son un grupo de microcrustáceos, primo-hermanos de los cangrejos, con un tamaño generalmente inferior a 1 mm, que viven en cualquier ambiente acuático.

Balsa construida en Bardenas Reales de Navarra para recoger el agua de lluvia para su aprovechamiento en el regadío y como abrevadero. Entre la fauna acuática que la ha convertido en su hogar se encuentran los ostrácodos.

Aunque cuando ves su aspecto no te acuerdas precisamente de los cangrejos, ya que tienen dos valvas carbonatadas que recubren el cuerpo blando y que son las que quedan preservadas en el sedimento.

Pequeño vídeo de lupa binocular de varios ejemplares de una misma especie presentes en una muestra de agua de una balsa de Bardenas Reales de Navarra. Fijaos lo activos que son, no paran de moverse. Vídeo: Blanca Martínez.

Como el resto de los crustáceos, los ostrácodos crecen por mudas. Segregan valvas cada vez más grandes para adecuarse al crecimiento de su cuerpo, desprendiéndose de las valvas previas más pequeñas. Y aunque tienen un ciclo de vida corto, ya que generalmente viven sólo un año, de media sufren hasta 8 mudas.

Parecen unos animalitos muy simplones, pero si prestamos atención a su biología, nos damos cuenta de que son apasionantes.

¿SABÍAS QUE…? La mayoría tienen un único ojo con forma de prisma rectangular situado en la parte superior frontal del caparazón. Algunas especies marinas son bioluminscentes; otras resisten vivas el paso por el tracto digestivo de los peces; y otras, incluso, son capaces de atacar en manada a organismos más grandes.

Fotografías de lupa binocular de tres especies de ostrácodos vivos presentes en una balsa construida en Bardenas Reales de Navarra. Si os fijáis con detalle en la parte superior derecha de los dos últimos ejemplares, veréis una manchita negra brillante. Eso es el ojo. Y para que os hagáis una idea del tamaño de estos ostrácodos, el rectángulo negro representa una escala gráfica de 0,1 mm.

Curiosidades de su ciclo reproductivo

Pero las curiosidades más llamativas las encontramos en su ciclo reproductivo:

  • Algunos ostrácodos tienen el tamaño del pene vez y media el tamaño de su cuerpo.
  • Otros producen espermatozoides con una longitud hasta ocho veces el tamaño de su cuerpo.
  • Y el primer macho de la historia del registro fósil es un ostrácodo de hace más de 400 millones de años.
  • Aunque también tienen una parte más «feminista», ya que hay especies que tienen una reproducción asexual en la que las hembras ponen huevos de los que nacen nuevas hembras fértiles, sin necesidad de machos.

Indicadores paleoambientales

Aunque mejor dejo de hablar de las intimidades de los ostrácodos y vuelvo al tema que nos ocupa, su utilidad como herramientas paleoambientales.

Detalle de un muestreo en rocas del Mioceno de Bardenas Reales de Navarra. Una vez en el laboratorio, hay que lavar y tamizar ese material para separar el tamaño de grano que nos interesa (más de 0,125 mm) y armarse de paciencia frente a una lupa binocular, con la que separamos y clasificamos las valvas de los ostrácodos una a una.

Y es que ya he comentado que viven en cualquier ambiente acuático, desde un charco de lluvia en la alta montaña hasta los fondos oceánicos más profundos. Pero cada especie únicamente soporta unos rangos muy concretos de ciertos parámetros ecológicos, como son la temperatura, salinidad o energía del agua, el tipo de sedimento o la cantidad de vegetación acuática. De tal manera que la más mínima variación en esos parámetros ecológicos provoca cambios en la asociación de especies de ostrácodos presente en el medio acuático.

Vamos, que sólo hay dos posibilidades de respuesta para nuestros amigos ante los más pequeños cambios ambientales: o se mueren, o se van a otra parte, dejando vía libre para nuevas especies mejor adaptadas a esas nuevas condiciones ecológicas.

Así que, estudiando cómo han cambiado las asociaciones de especies de ostrácodos a lo largo del registro geológico, podemos hacer reconstrucciones paleoambientales de antiguos medios acuáticos. De esta manera, podemos identificar diversos ciclos climáticos “árido-húmedo” consecutivos durante el Mioceno en toda la Península Ibérica, con avances y retrocesos de extensos lagos poco profundos.

Fotografía de Microscopio Electrónico de Barrido de tres especies de ostrácodos continentales del Mioceno presentes en las rocas de Bardenas Reales de Navarra. Su presencia nos indica que hace más de 15 millones de años había ríos que desembocaban en lagos poco profundos pero muy extensos en lo que hoy es una zona semidesértica. El rectángulo blanco representa una escala de 0,1 mm.

O la llegada al Mar Cantábrico de masas de agua procedentes del norte de Escandinavia durante los momentos más fríos de la última glaciación, que se retiraron de nuevo a latitudes altas con la llegada del clima actual más cálido.

Fotografía de Microscopio Electrónico de Barrido de tres especies de ostrácodos recientes encontrados en el sedimento del fondo del Mar Cantábrico. Las especies marinas pueden tener valvas muy ornamentadas, como los ejemplares fotografiados. Así pueden defenderse de sus depredadores y soportar la energía de las corrientes marinas. El rectángulo blanco equivale a 0,1 mm.

Incluso, nos permiten detectar cualquier influencia humana en épocas históricas en estos ambientes acuáticos, ya sea contaminación, desecación o construcción de barreras que alteraron el ciclo natural de los mismos. Vamos, que los ostrácodos son unos chivatos medioambientales excelentes.

Detalle de la marisma vegetada del estuario de Oriñón, en Cantabria. Los ostrácodos permiten detectar rápidamente cualquier influencia del ser humano en estos ambientes tan sensibles.

Por eso son uno de los grupos faunísticos más empleados no sólo para hacer reconstrucciones paleoambientales, sino también para monitorizar y regenerar humedales degradados o para determinar el límite del dominio marítimo-terrestre en zonas litorales.

Panorámica del estuario de Oyambre, en Cantabria. Para que cualquier construcción pueda cumplir con la Ley de Costas, es básico delimitar correctamente la zona de influencia marina. Y para eso también sirven los ostrácodos.

Sobre todo, son de lo más útiles en medios en los que otros grupos no pueden sobrevivir, pero en los que los ostrácodos campan a sus anchas, como las aguas estancadas de las cuevas o los medios con una elevada salinidad. Los ostrácodos son unos auténticos supervivientes, mejores que Bear Grylls.

Creo que con esto ya conocéis un poquito mejor a estos animalitos, aunque no os lo he contado todo. Seguro que la próxima vez que os crucéis con una charca cubierta de vegetación no la veréis de la misma manera, porque os la imaginaréis plagada de ostrácodos. Y tendréis razón 😉

Para saber más

¿SABÍAS QUE…? Los humedales de La Moraña, como la laguna de El Oso, son medios ideales para la proliferación de ostrácodos. Y estos sirven de alimento a otras especies, como el famoso «fósil viviente» triops cancriformis. Aunque lo más curioso es que los ostrácodos pueden «pegarse» a las patas y las plumas de las aves y las utilizan como vehículo para conquistar otros cuerpos de agua.

Laguna de El Oso, Ávila.

¿Pueden vivir los fósiles? Un «fósil viviente» en Ávila

Texto Fina Muñoz

Imagen destacada TheUjulala en Pixabay

Unos meses después de celebrar el Geolodía 2019 en Ávila, nos sorprendió la noticia del descubrimiento de un organismo en las lagunas de El Oso que existe desde hace 250 millones de años (Pérmico).

Es un animal conocido comúnmente como «tortuguilla colilarga» (Triops cancriformes), una especie de crustáceo al que le gusta habitar los humedales de agua dulce. Su nombre científico se debe a que tiene tres ojos, dos compuestos y uno de tipo ciclópeo.

Este curioso animalito ya era conocido en otros lugares del norte de Europa. Sin embargo, el hallazgo en las lagunas de El Oso tiene gran importancia por ser la población más occidental en la que se ha hallado. Se cree que las aves migratorias han podido dispersar sus huevos trasladándolos en el interior de su sistema digestivo.

Laguna de El Oso, en la comarca de La Moraña, Ávila, España. Foto de Gabriel Castilla.

Qué es un fósil viviente

La expresión «fósil viviente» se usa a menudo cuando se habla de una especie dentro de los seres vivos que:

  • No se ha extinguido.
  • No ha sufrido cambios genéticos significativos en los últimos milenios.
  • Y no ha dado lugar a especies nuevas.

En consecuencia, una especie fósil viviente será considerablemente parecida a una que ha sido identificada también a través de fósiles.

Esta podría ser la definición no oficial de un término que no es rigurosamente científico, ya que carece de precisión. En concreto, en la dimensión tiempo y cambio genético. Todo lo contrario del concepto de fósil guía que desarrollaremos en otra entrada de este blog.

Pero, ¿qué es un fósil?

Un fósil es cualquier resto o señal de actividad de los seres vivos que ha quedado grabada en las rocas, siendo lo mas habitual encontrarlos en las rocas sedimentarias .

En este concepto se incluyen los restos de cualquier parte de los cuerpos de animales, plantas u otros seres vivos, hasta sus huellas de desplazamiento (bioturbación, icnitas), sus huevos o incluso sus excrementos (coprolitos).

La Paleontología es la rama de la ciencia que estudia los fósiles y que encontramos integrada tanto en la Geología como en la Biología, puesto que a partir de esos restos se puede extraer información del medio en el que habitaban (Paleogeografía) y de las relaciones con el entorno (Paleoecología) de los seres vivos que las produjeron.

SABÍAS QUE… Los fósiles son piedras, resultado de la transformación del resto del ser vivo original mediante una serie de complicados procesos físicos y químicos durante el enterramiento en el sedimento.

Fósil viviente y Paleontología

Los fósiles vivientes nos informan por tanto de las condiciones geográficas y ecológicas del medio donde se originaron esos seres vivos que han logrado perdurar tanto tiempo sin alterarse.

La relación entre fósil viviente y Paleontología es directa, ya que los «fósiles vivientes» dan muchísima información sobre el proceso de la evolución biológica y el medio sedimentario donde habitaban en el pasado.

No te pierdas el programa ¡Qué animal! de La2 dedicado a los fósiles vivientes.

Veamos sólo algunos ejemplos de estos animales que han formado parte de la historia de la Tierra desde hace miles o millones de años en algunos casos. Existen muchos más y muy interesantes. ¡Quizá tienes un fósil viviente de mascota y no te has enterado!

Algunos ejemplos de «fósiles vivientes»

Explora la infografía y sus elementos interactivos para ver la información de cada ejemplo de fósil viviente relacionado con el período geológico en el que aparecieron.

undefined SABÍAS QUE… El ginkgo es uno de los árboles más longevos. Puede alcanzar los 1500 años de edad. Capaz de resistir las extinciones atravesadas en sus 270 Ma de existencia, se empeñó en darnos pruebas de ello siendo una de las primeras especies en colonizar Hiroshima tan sólo un año después de las detonaciones de la bomba nuclear en 1945.

Fuentes de consulta

Actualismo: el método científico que alumbró la geología moderna

Autor – Gabriel Castilla

Uno de los grandes problemas a los que se enfrenta la ciencia es el llamado pensamiento mágico, es decir, el razonamiento erróneo que hunde sus raíces en la religiosidad dogmática y la superstición. Es difícil conseguir que un individuo cambie de opinión sobre un tema, especialmente cuando éste forma parte de su sistema de valores, y es por ello que pocas personas cambian de equipo de fútbol, pensamiento político o confesión religiosa a lo largo de la vida. Esto se debe a que de manera natural nuestro cerebro filtra la información que le llega, prestando atención solo a aquella parte que confirma sus creencias y opiniones.

Los psicólogos llaman a este autoengaño selectivo sesgo cognitivo de confirmación, que explica, entre otras muchas cosas, por qué somos fieles a la línea editorial de un periódico o preferimos las tertulias de una determinada cadena de televisión. Este es, en esencia, el mecanismo mental que lleva a algunas personas a defender contra toda evidencia científica sus opiniones, aunque éstas les lleven a creer que la Tierra es plana o que el origen de los seres humanos en el marco de la teoría de la evolución es una falacia.

El hecho de que la historia de la Tierra y el origen de la humanidad aparezca relatada en la Biblia supuso un gran obstáculo para el desarrollo de las ciencias naturales, pues durante siglos numerosos pensadores intentaron acomodar sus observaciones con las revelaciones divinas del libro del Génesis.

La superación del sesgo de confirmación en las ciencias naturales

El primer científico que concibió una metodología capaz de liberar la geología de este yugo especulativo fue el naturalista de origen escocés James Hutton, que en su libro Teoría de la Tierra (1788) asumió que no se debe recurrir o inventar ninguna causa desconocida, fantástica o extraordinaria si los procedimientos lógicos disponibles pueden ser suficientes para explicar un fenómeno natural. O dicho de otro modo: el estudio de la naturaleza se debe abordar partiendo únicamente de hechos demostrados y verificables, pues solo razonando así es posible encontrar soluciones a problemas que antes eran inabordables. Además de fiabilidad, este método le otorga a la ciencia geológica la capacidad de hacer predicciones, o sea, la posibilidad de entender el futuro partiendo del pasado.

Fue otro naturalista de origen escocés, Charles Lyell (Figura 1), quien supo ver en esta conexión temporal la semilla de una nueva forma de pensar, el actualismo. Ante los ojos de Lyell los relieves de la corteza terrestre son consecuencia de la acción de procesos análogos a los que observamos en la actualidad (ríos, glaciares, el viento, volcanes, terremotos, etc.), de ahí el término actualismo. Desarrolló esta idea en el libro Principios de Geología (1830-1833) y la condensó en una sola frase: La clave del pasado está en el presente; estableciendo así una conexión entre los cambios experimentados por la tierra a lo largo del tiempo.

Figura 1. Calotipo de Charles Lyell hacia 1843-47. Fuente: Colección del Metropolitan Museum of Art en Internet Archive. Imagen procesada por el autor a partir del archivo original.

La idea de evolución temporal de la corteza, entendida como sinónimo de cambio, influyó decisivamente en Charles Darwin, quien tomó la obra de Lyell como libro de cabecera durante el viaje alrededor del mundo a bordo del Beagle.

Pocos años después, en 1847, se presentó en España la primera traducción al castellano de mano del geólogo Joaquín Ezquerra del Bayo, quien fue capaz de destilar la esencia de una obra científica de 650 páginas en unas pocas frases:

Grande ha sido la revolución que Lyell ha hecho en esta ciencia, aun cuando tal vez no sea suya la primera idea (…); cuasi la totalidad de los fenómenos que se observan en la corteza de nuestro globo, tanto con respecto al trastorno de las rocas que la constituyen, como con respecto a los restos de seres organizados que en ellas hay encerrados, se explican muy bien por la marcha natural de las mismas causas que están obrando en la actualidad; lo mismo que pasa ahora ha estado pasando hace muchísimo tiempo. La Geología ha perdido todo lo que tenia de fabuloso y de inconcebible, adquiriendo una sencillez que, no por eso deja de ser más admirable y más sorprendente.

Por aquella misma época, hacia 1843, el pionero de la fotografía William Henry Fox Talbot registraba la primera imagen de una investigación geológica de campo. Bajo el título The Geologists (los geólogos) muestra a un hombre y una mujer analizando un afloramiento de roca caliza en Chudleigh (Devon, Reino Unido). Todo apunta a que los protagonistas son el investigador Henry De La Beche y la naturalista autodidacta Mary Anning, primera geóloga de la historia (Figura 2).

El actualismo metodológico y la geología

Hoy, casi 180 años después de que se tomara esta fotografía (el nombre técnico es calotipo), geólogos y geólogas de todo el mundo desarrollamos nuestro trabajo en el contexto del llamado actualismo metodológico, que podemos resumir así: las causas que actúan modelando el planeta en la actualidad ya actuaron en el pasado, e incluso los procesos catastróficos (impactos de asteroides, cambios climáticos globales, etc.) deben entenderse como sucesos normales ocurridos en el pasado, que pueden suceder en el presente y que con toda probabilidad sucederán también en el futuro.

Figura 2. The Geologists calotipo realizado por William Henry Fox Talbot en 1843. Fuente: National Media Museum / Science & Society Picture Library. Imagen procesada por el autor a partir del archivo original.

Pero tal y como planteamos al principio, uno de los problemas a los que se enfrenta la ciencia moderna es el pensamiento que niega la realidad de los hechos verificables; un desafío para la razón que solo puede ser contestado desde la divulgación y la alfabetización científica de la sociedad. Para hacerlo posible es necesario disponer de herramientas didácticas que faciliten la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias a cualquier edad, pues la única forma de aprender a razonar por analogía es practicando. Y es en este sentido donde los pinares que cubren los campos de dunas de La Moraña abulense nos ofrecen un inesperado recurso didáctico: su resina.

La resina y el ámbar como recurso didáctico

Figura 3. Mosquito siendo atrapado por la resina de un pino en las inmediaciones de El Oso (Ávila), inicio del complejo proceso de ambarización. A la derecha vemos una muestra de ámbar que contiene un mosquito fosilizado en su interior. Fuente: Gabriel Castilla y Wikipedia.

Como podemos ver en la Figura 3, la resina líquida puede atrapar todo tipo de partículas en su interior, como es el caso de este mosquito, cuyo aspecto es similar al que podemos observar en el interior de una muestra de ámbar. El ámbar es precisamente resina procedente de coníferas que ha experimentado un lento proceso de endurecimiento y enterramiento hasta su transformación en un fósil hace millones de años.

El ámbar es un tesoro para la ciencia debido a la enorme cantidad de información que podemos encontrar en su interior, pero también porque el proceso de ambarización es químicamente muy complejo y requiere que la resina sobreviva al proceso de degradación al que naturalmente se ve sometido por efecto del calor, la humedad y la descomposición por parte de bacterias y hongos. Es por ello que el ámbar es un mineral escaso en todo el mundo y se reconoce su valor ornamental desde la Edad del Bronce (2500-1500 a.C.), cuando la demanda debió ser tan elevada que incluso se han detectado falsificaciones realizadas con resina de pino en ajuares funerarios.

¿Significa esto que los autores de la falsificación establecieron por analogía una relación entre la resina y el ámbar? Probablemente sí. ¿Implica esto que aquellas personas llegaron a intuir la noción de actualismo, entendida como relación entre el presente (resina) y el pasado (ámbar)? Difícil saberlo.

Ver cómo quedan atrapados los insectos en la resina y alcanzar a comprender cómo logra ésta transformarse en un mineral requiere entender y manejar nociones abstractas como mineralización, fosilización y tiempo geológico.

Para comprender el concepto de actualismo son necesarios ejemplos tan claros como el que acabamos de ver, pues nos permite visualizar un proceso natural complejo de forma intuitiva y sencilla. Un paseo por La Moraña puede ser una experiencia didáctica inesperada si caminamos despacio y escuchamos con atención las historias que nos susurran sus árboles.

Fuentes de consulta

Geología en 3D con un estereoscopio casero

Texto y fotos – Gabriel Castilla Cañamero

Uno de los problemas más habituales en las investigaciones geológicas de campo es el hecho de que muchos afloramientos y formas del relieve se encuentran enmascarados por la vegetación, lo que dificulta su reconocimiento a simple vista. Cuando esto sucede se suele recurrir a fotografías aéreas captadas por aviones o satélites, imágenes que muestran una perspectiva cenital del terreno.

Para ayudar al cerebro a visualizar un relieve tridimensional a partir de una imagen plana (sea ésta una fotografía o un modelo digital del terreno), se suele recurrir a la estereoscopía.

Esta técnica consiste en mirar con un estereoscopio dos fotografías aéreas tomadas por un avión o satélite desde perspectivas ligeramente distintas. El instrumento óptico superpone las dos fotografías, pero mostrando separadamente una a cada ojo. Como resultado, el cerebro recrea la ilusión de profundidad en una única imagen tridimensional, igual que cuando miramos un paisaje desde la ventanilla de un avión que vuela a baja altura.

Figura 1. Modelo del terreno de una zona al norte de El Oso, en La Moraña abulense. Usaremos esta imagen como base para la construcción de nuestro par estereoscópico.

Construyendo un estereoscopio casero

Debido al enorme potencial didáctico que ofrece la estereoscopía, nos propusimos dar a conocer esta técnica con motivo del Geolodía 2019.

Para ello nos planteamos el reto de diseñar un modelo de estereoscopio que cualquier persona pueda construir y utilizar sin necesidad de entrenamiento previo, y con el que descubrir la geología oculta de La Moraña, en especial los cerros testigo y los campos de dunas parabólicas.

Con este fin preparamos un modelo del terreno a partir de datos de altura del terreno y software de acceso libre y gratuito, cuyo manejo describimos pormenorizadamente en la entrada dedicada a los cinturones de dunas en Ávila.

Para saber más: Descubrir los cinturones de dunas de Ávila

Materiales

En la siguiente fotografía podemos ver todos los materiales empleados en la construcción del estereoscopio (de izquierda a derecha):

  • Una lámina de espejo recortable (10X15 cm).
  • Listones cuadrados de madera (0,5×30 cm).
  • Depresores –palos de helado- de madera (2,5X20 cm).
  • Un tablero de madera o de DM (20X30 cm).
  • Una lámina de cartón pluma (30×40 cm).
  • 4 clavos pequeños sin cabeza (opcional).
Fotografía 2. Materiales y herramientas necesarios para la construcción de nuestro estereoscopio.

Todos los materiales fueron adquiridos en un bazar por un coste inferior a 10 euros.

Herramientas

Las herramientas usadas en el montaje fueron:

  • Una regla metálica.
  • Cola blanca de contacto.
  • Unas tijeras fuertes (cortachapas).
  • Y un cúter de proyectista (una pequeña sierra para manualidades también puede servir).

Instrucciones de montaje

En la siguiente secuencia de imágenes podemos apreciar los pasos necesarios para el montaje.

Fotografía 3. Secuencia de montaje
  • En primer lugar (a), tomamos un depresor de madera y lo partimos en varios trozos de aproximadamente 1,2X3,5 cm.
  • A continuación pegamos 6 de estos trozos en el tablero de DM tal y como se aprecia en la imagen (b) -dos en la mitad y cuatro en las esquinas-.
  • Seguidamente, tomamos 2 listones cuadrados que recortamos para que cada uno mida 20 cm (c).
  • Después pegamos sobre las maderas que pusimos en mitad del tablero los 2 listones que acabamos de recortar. Los ponemos uno junto al otro con cuidado de dejar entre ellos el espacio justo que permita encajar una lámina de cartón pluma en la que irá la lámina de espejo adhesiva (d).
  • Opcionalmente podemos reforzar los dos listones con 4 clavos sin cabeza.A continuación pegamos 2 depresores, uno en cada extremo del tablero (e).

Como podemos ver, el hecho de pegar los listones y los depresores sobre los tacos de madera que cortamos inicialmente, crea un espacio por donde podremos deslizar las fotografías aéreas e impedir que se muevan sin necesidad de fijarlas con clips o celofán.

  • Por último (f), recortaremos un trozo de cartón pluma de unos 20X10 cm sobre el que pegaremos la lámina de espejo. Recortaremos los picos con las tijeras cortachapas para evitar accidentes en los ojos.

El resultado final del montaje podemos verlo en esta fotografía.

Fotografía 4. Estereoscopio terminado.

Montaje de un par estereoscópico

Para apreciar visualmente el relieve en un par de fotografías estereoscópicas necesitamos que éstas se hayan tomado desde perspectivas distintas, como ya explicamos anteriormente. Sin embargo, puesto que solo disponemos de una imagen, lo que vamos a hacer es engañar al cerebro mostrándole dos imágenes iguales pero montadas de tal forma que una (la de la izquierda) sea especular a la original (que pondremos a la derecha), tal y como podemos ver en la fotografía 5.

Fotografía 5. Imagen especular (izquierda) reflejada en el espejo del estereoscopio (derecha). En segundo plano (casi tapada por el espejo) está la imagen original. En el reflejo ya podemos intuir el relieve.

El estereoscopio de un único espejo fue inventado a mediados del siglo XIX por el científico británico Charles Wheatstone y su uso es perfecto para situaciones en las que solo se dispone de una fotografía.

Existen muchos programas que nos permiten generar una imagen especular a partir de otra. Quizá lo más rápido sea utilizar el procesador de textos Word o el creador de diapositivas PowerPoint de Microsoft (sus homólogos gratuitos de Open-office puede realizar la misma tarea).

El procedimiento es sencillo: se pega en un documento de Word apaisado la imagen que queremos ver en 3D, hacemos una copia de esta imagen y la pegamos justo al lado de la original; luego desplazamos el marco derecho hacia la izquierda hasta crear la imagen especular, tal y como podemos ver en la fotografía 6. Una vez tengamos lista la composición podemos imprimir el documento y recortarlo para poder deslizarlo bajo los depresores del estereoscopio.

Fotografía 6. Montaje listo para usar en nuestro estereoscopio. La fotografía de la izquierda es exactamente igual que la de la derecha, pero ha sido dispuesta especularmente. Descarga este montaje ya preparado y listo para imprimir.
Este es un par estereoscópico de los Montes Apenninus de la Luna. También puedes descargarlo aquí para verlo con tu estereoscopio casero.

Al encajar un espejo entre ambas fotografías podemos mirar el montaje mostrando a cada ojo una fotografía y haciendo creer al cerebro que las está viendo desde perspectivas diferentes. Para engañar al cerebro de manera rápida y eficaz debemos mirar el espejo con el ojo izquierdo y la fotografía con el ojo derecho. Para ello lo mejor es poner la nariz junto al espejo y mirar relajadamente, sin cruzar ni forzar la vista, tal y como se aprecia en la fotografía 7.

Como resultado de este “engaño” nuestra mente construye la ilusión de tridimensionalidad, recreando el relieve de los campos de dunas y los cerros testigo como si los estuviésemos viendo desde un avión.

Figura 7. Una participante del Geolodía 2019 usando nuestro estereoscopio. Fotografía de Isabel Hernández.

Bibliografía

  • Centeno, J. D.; Fraile, M. J.; Otero, M. A. y Pividal , A. J. (1994) Geomorfología práctica. Ejercicios de Fotointerpretación y Planificación Geoambiental. Editorial Rueda, Madrid.
  • García Rodríguez, M. P.; Sanz Donaire, J. J.; Pérez González, Mª E. y Navarro Madrid, A. (2012). Guía Práctica de  Teledetección y Fotointerpretación. Departamento de Análisis Geográfico y Geografía Física. Universidad Compluense de Madrid.