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En Ávila, al igual que en el resto de la meseta norte (Castilla y León, España), la ocurrencia de terremotos es muy escasa. La zona es estable desde el punto de vista tectónico y solo aparecen algunos terremotos de pequeña magnitud de vez en cuando.
En esta imagen puedes ver la distribución en función de la magnitud de todos los terremotos ocurridos desde aproximadamente la década de los 50 del siglo pasado hasta la actualidad en esta región española. No son muchos, ¿no? Los puntos más pequeños indican magnitudes de hasta 3, los intermedios de entre 3 y 4 y los más grandes de entre 4 y 5.2.
Mapa de localización epicentral de terremotos en el centro-oeste peninsular, datos del Instituto Geográfico Nacional (IGN)
En líneas generales, estos terremotos apenas han dejado daños en superficie y la mayor parte de ellos ni siquiera se ha sentido.
¿Qué es la magnitud?
En torno a magnitud 3 es cuando los terremotos se empiezan a notar en superficie.
Y en torno a una magnitud 5 es cuando comienzan a generar daños en superficie.
Pero no siempre. ¿Por qué?
Pues porque la magnitud de un terremoto es solo una de sus medidas.
Cuanto más grande sea el petardo, más energía libera y más ruido hace.
Este sería el equivalente a la magnitud de un terremoto: a más energía liberada, mayor es la magnitud.
Hay varias escalas de magnitud distintas. La más conocida por el público es la de Richter. Se suelen dividir en 12 grados, 1 el más bajo y 12 el más alto, siendo cada paso diez veces mayor que el anterior (son escalas logarítmicas).
¿Qué es la intensidad de un terremoto?
Ahora imagínate cómo de cerca o de lejos estás de tu petardo. Cuanto más lejos, menos te va a llegar el sonido del petardo, hasta tal punto que si estás muy lejos puede que ni lo oigas.
Ocurre igual con los terremotos: al producirse en el interior del planeta, la distancia a la que suceden con respecto a la superficie es crucial para saber si van a ocasionar daños en superficie o no.
En un terremoto de magnitud importante que se origine a mucha profundidad (pongamos 60 km), la energía se va a disipar en su ascenso a la superficie y por tanto va a generar muchos menos daños que si se produjera muy cerca (pongamos a 5 km).
Cómo de cerca o de lejos de la superficie esté el foco del terremoto es fundamental para explicar los daños. A esta variable, los daños que genera en superficie un terremoto, la denominamos intensidad.
Escalas de intensidad
Las escalas de intensidad, al igual que las de magnitud, se dividen en 12 grados (de I a XII, de menos a más, y en números romanos) y describen y catalogan el conjunto de daños que se observan en superficie.
Una de las más utilizadas en geología es la escala de efectos ambientales ESI-07, que define la intensidad sufrida en las zonas afectadas por terremotos en función de los efectos geológicos generados en superficie y sus dimensiones. Esta es su forma gráfica:
Escala de intensidad de los terremotos a partir de los efectos ambientales ESI-07 (Michetti et al., 2007)
El conjunto, magnitud e intensidad, permiten caracterizar una parte importante de la energía liberada por un terremoto y su distribución espacial.
Los terremotos más grandes en Castilla y León
Si te fijas en el mapa de terremotos al inicio del artículo, hay una agrupación al noroeste, en la provincia de Zamora, con algunos de los terremotos más grandes de la región. Estos se encuentran en torno a la presa de Ricobayo.
Aquí sucede un fenómeno que es habitual en los embalses: el llenado o vaciado de agua de forma rápida provoca variaciones en la carga vertical que sufren las rocas que hay por debajo y éstas responden moviéndose o rompiéndose, generando un terremoto.
Una de las aplicaciones más directas del estudio científico de los procesos naturales se encauza a través de una disciplina que denominamos Riesgos Geológicos.
Esta disciplina estudia la interacción entre los procesos geológicos potencialmente dañinos, como terremotos, tsunamis, erupciones volcánicas, inundaciones, hundimiento (subsidencia) del terreno, deslizamientos de ladera, riesgos relacionados con la evolución de las costas, etc., conlas personas (y nuestros bienes y servicios).
Tenemos que ser conscientes de que los procesos naturales interaccionan con nosotros, queramos o no. Y aunque en entornos urbanos altamente desarrollados en ocasiones parezca que vivimos aislados de la dinámica natural, la realidad es que ésta nos afecta, a veces de forma trágica y desde luego no deseada.
Just now in Alta, Norway: Huge mudslide dragging several houses into the sea. pic.twitter.com/xR4t5zLI7m
Imágenes como esta de un deslizamiento en la costa noruega circulan de forma habitual en las redes sociales.
En las últimas décadas y tras las catástrofes de Fukushima en 2011 o del tsunami de Indonesia en 2004, ambas retransmitidas prácticamente en directo, somos cada vez más conscientes como sociedad de este tipo de peligros.
¿Hay más desastres naturales ahora?
Por lo que sabemos a día de hoy, los procesos geológicos potencialmente peligrosos siguen siendo prácticamente los mismos que hace unas décadas. Desde la Geología no hemos encontrado un incremento relevante ni de su número ni de la energía que desarrollan.
Tampoco hay un incremento de los procesosde alta energía-baja frecuencia, esto es, los que desencadenan un nivel de energía inusitado, como son los terremotos más violentos o las erupciones volcánicas más explosivas, tsunamis, etc.
Esto implica que el mismo fenómeno ahora es capaz de generar un impacto mucho mayor, afectar a más personas y provocar muchas más pérdidas.
Gráfico de evolución de la población total mundial, incluida la predicción de aumento hasta el año 2100. Fuente: ONU.
En la jerga de los riesgos geológicos llamamos:
Peligrosidad,a la probabilidad de que se produzca un proceso geológico en una zona en concreto.
Susceptibilidad, a las características del espacio en donde se desarrolla el proceso geológico y cómo afecta a su evolución.
Vulnerabilidad, al impacto en función de parámetros sociales (densidad de población, tipo de edificaciones, etc.).
Exposición, a la distribución de las personas y bienes en relación al proceso estudiado.
La combinación de estas cuatro variables caracteriza el riesgo, que termina siempre midiéndose en términos económicos.
Por tanto, un fenómeno natural de altísima energía, como pueda ser un terremoto de magnitud muy alta, presenta un riesgo cero si no afecta a nadie y no causa pérdidas ni económicas ni personales porque se produce en una zona completamente desierta (la vulnerabilidad es muy baja o inexistente).
La expansión humana, acelerada sobre el planeta desde la década de los 60 del siglo XX, hace que los mismos procesos tengan cada vez mayor impacto y por tanto aumente el riesgo de forma muy notable.
Un ejemplo: el terremoto de Torrevieja de 1829
El 21 de marzo de 1829 se produjo un terremoto de magnitud próxima a 7 (muy fuerte) con epicentro en las cercanías de Torrevieja. Sabemos, según los registros de la época, que murieron 389 personas y otras 375 fueron heridas. Unas 3.000 casas quedaron completamente destruidas, cuatro pueblos tuvieron que ser relocalizados y, como podéis imaginar, las pérdidas económicas fueron también muy cuantiosas para la época.
Vista general de Torrevieja desde el puerto. Enero de 1908. Dominio público. Fuente: Wikipedia.
¿Qué pasaría hoy?
Si este fenómeno natural sucediera hoy de forma exacta a como sucedió en 1829, los daños serían mucho mayores (habría aumentado el riesgo) porque la vulnerabilidad (cantidad de gente, casas, carreteras, infraestructuras, etc.) se ha incrementado de forma muy importante desde 1829. Basta con decir que la ciudad de Torrevieja tiene a día de hoy más de 85.000 habitantes empadronados mientras que en 1829 no llegaban a 4.000, con lo que la población se ha multiplicado por más de 20 desde entonces.
Vista aérea de Torrevieja, 29 de octubre de 2020. Autor: Werner Wilmes. CC BY 2.0
Los riesgos también «se modernizan»
Otro ejemplo más, relacionado con la vida moderna. Imagina que un deslizamiento de rocas bajo el mar, consecuencia indirecta de un terremoto, corta un cable submarino de los que soportan la banda ancha de Internet. Pues no lo imagines, sucedió en 2006 en Taiwan.
Como consecuencia de este episodio, se producen daños materiales: se pierden unos cables, caros de instalar y reparar, y se corta la red a una zona del planeta. Esto último va a generar unas pérdidas sustancialmente mayores que el daño material, ya que conlleva una caída en un número importante de servicios de todo tipo: comerciales, sanitarios, bancarios…
Aunque deslizamientos submarinos hay desde siempre, este riesgo concreto no existía tiempo atrás, ya que Internet nace en la década de los 80 del siglo pasado. Pero ahora es un riesgo muy real.
Mapa de cables submarinos en el mundo. Actualizado a 22 de febrero de 2023. Fuente: submarinecablemap.com
Estudio y prevención de los efectos de los riesgos geológicos
El estudio de las Ciencias de la Tierra ofrece herramientas para evaluar, prevenir y predecir los riesgos geológicos.
En general no podemos saber cuándo se va a producir un fenómeno natural potencialmente dañino de forma exacta (aunque en muchas ocasionesse pueden acotar rangos temporales razonablemente precisos). Pero sí podemos saber dónde, con qué intensidad y cómo se van a distribuir espacialmente sus efectos.
Incluso en los casos más impredecibles como son los terremotos, tsunamis, erupciones volcánicas muy explosivas o avenidas en zonas de alta montaña, se han puesto en funcionamiento con éxito redes de monitorización que permiten una alerta temprana del sucesoy dan minutos muy valiosos a personas y administraciones para ejecutar planes de respuesta de emergencia definidos de antemano.
Noticia: Inauguran en Ávila una ruta didáctica para aprender sobre las riadas. 12 de agosto de 2020. Fuente: elagoradiario.com
Cada vez sabemos más sobre cómo funcionan los procesos geológicos, lo que incide en una mejor valoración de la susceptibilidad. Y somos más capaces de definir sus consecuencias de forma precisa y por tanto de definir esas interacciones no deseadas con nuestras poblaciones e infraestructuras.
Esto ha permitido que el estudio de los riesgos geológicos se haya ido incorporando a la planificación del territorio. En algunos países es algo que cuenta con una larga tradición.
Prevenir es la herramienta más eficaz y económicamente rentable para reducir las pérdidas tanto de vidas humanas como económicas.
Desafortunadamente, el ritmo al que se incorporan las novedades y avances técnicos a las distintas normativas de construcción, planificación, diseño o desarrollo de planes de emergencia post-catástrofe es más lento de lo que nos gustaría, no solo en España.
Todo este trabajo se desarrolla en su mayor parte desde centros de investigación públicos financiados con el dinero de los estados. Un recordatorio más de que la inversión en ciencia base nunca es un gasto y que siempre revierte de muchas formas a la sociedad.
Javier Lario y Teresa Bardají (coords.) 2016. Introducción a los Riesgos Geológicos. Universidad Nacional a Distancia, Madrid. ISBN: 978-84-362-7014-3.
Pablo G. Silva, Miguel A. Rodríguez-Pascua, Jorge L. Giner Robles, Javier Élez, Pedro Huerta, Francisco García-Tortosa, Teresa Bardají, M. Ángeles Perucha, Raúl Pérez-López, Pedro Vicente Gómez, Javier Lario, Elvira Roquero y M. Begoña Bautista Davila. 2019. Catálogo de los Efectos Geológicos de los Terremotos en España, Segunda Edición, revisada y ampliada. Editado por Pablo G. Silva Barroso y Miguel Ángel Rodríguez Pascua y publicado por el Instituto Geológico y Minero de España (IGME) y la Asociación Española para el Estudio del Cuaternario (AEQUA), Serie: Riesgos Geológicos y Geotecnia nº 6, 806 p. ISBN 978-84-9138-075-7.
Sin embargo, la concentración de metano se mide en ppb «partes por billón», mientras que el dióxido de carbono se mide en ppm «partes por millón», pues la concentración de este último es cientos de veces superior. ¿Cómo es posible que gases tan marginales en nuestra atmósfera puedan tener un papel tan importante en el clima?
Habitualmente los «gases de efecto invernadero» envuelven el discurso en torno al cambio climático, pero sin entrar en qué tienen de especial estos gases para provocar el calentamiento.
Vamos a ver cómo los gases de efecto invernadero calientan el planeta, cuánto lo hacen, y por qué unos lo hacen más que otros.
¿Qué hace especial a un gas para captar calor o dejar de hacerlo?
Un vaso de agua es casi totalmente transparente a nuestra vista. Esto no es casualidad, nuestros ojos evolucionaron en el agua y sólo pudieron hacerlo captando el espectro de ondas que el agua dejaba pasar. Radiaciones con una longitud de onda más larga que el color rojo o más cortas que el violeta son absorbidas por el agua, así que de nada nos hubiese servido ser capaces de verlas en ese medio.
Igual que el agua, cada sustancia tiene su propio espectro de absorción, captan energía de determinadas frecuencias de la radiación, y son invisibles o dejan pasar al resto. Como una copa de cristal que se pone a vibrar si se somete a una nota musical concreta, con la que incluso puede llegar a romperse, pero que ni se inmutaría con un sonido más potente de una nota (frecuencia) diferente.
La radiación infrarroja de onda larga es la que emiten las superficies al calentarse, y, al igual que la luz, es una onda electromagnética (el sonido es una onda también, pero de presión).
En función de la temperatura de la superficie, la longitud de onda de la radiación emitida será diferente, con ondas más cortas (frecuencias más altas) cuanto mayor sea la temperatura, y viceversa. Así es como detectan la fiebre los termómetros sin contacto o las cámaras de los aeropuertos.
Algunos gases, igual que la copa de cristal sometida al sonido, pueden vibrar y calentarse al absorber radiación infrarroja, pero sólo producirán efecto invernadero si su espectro de absorción coincide con la frecuencia («las notas») del calor de nuestro planeta.
Las frecuencias de la Tierra y de los gases
Nuestro planeta es calentado por la radiación solar con el espectro propio de nuestra estrella, principalmente en forma de luz. Parte de la radiación es frenada antes de llegar a la Tierra. Por ejemplo, la capa de Ozono absorbe parte de la radiación ultravioleta en la estratosfera.
La radiación solar que llega calienta la superficie, y después ese calor es emitido en forma de radiación infrarroja de onda larga, una onda mucho más larga que la de la luz solar. De la misma forma que pasa con el ozono y los rayos UV del sol, también hay frecuencias de la radiación que emite nuestro planeta que son absorbidas antes de poder escapar al espacio.
Figura 1. Flujos de energía globales entre la atmósfera, la superficie terrestre y el espacio exterior. Las flechas amarillas representan la radiación solar de onda corta (luz, rayos UV, etc.), las flechas naranjas representan la radiación infrarroja de onda larga (Calor). Su explicación se desarrolla más adelante.
Otro proceso por el cual la radiación solar no llega por completo a la superficie es la dispersión de Raileigh. Parte de la luz visible es atrapada y reemitida por las moléculas de la atmósfera, y las frecuencias altas, como el azul, son mucho más sensibles a este proceso. ¡Por eso el cielo es azul! En realidad, el azul del cielo es la parte azul de la luz solar que se queda «rebotando» por la atmósfera. También es el motivo de que los atardeceres sean rojos: cuando el sol está a baja altura, su luz debe atravesar mucha más atmósfera y las únicas frecuencias que consiguen sobrevivir hasta nuestros ojos son las bajas, los colores naranjas y rojos.
El vapor de agua (H2O), por ejemplo, tiene un espectro de absorción de calor muy amplio. De hecho es el principal agente del efecto invernadero en nuestro planeta, responsable de impedir que salgan al espacio unos 77 W(vatios)/m2. Algunas frecuencias del calor de la Tierra son totalmente absorbidas por este gas y hay otras frecuencias a las que deja escapar.
El CO2 tiene un espectro de absorción de calor mucho más estrecho, pero coincide con frecuencias que el agua dejaba pasar, y además sus frecuencias de absorción son las que con más intensidad emite nuestro planeta, así que tiene mucho calor disponible para absorber (ver gráfica 1). Por esta razón el dióxido de carbono tiene un papel tan importante en el efecto invernadero, impidiendo que escapen al espacio unos 39 W/m2 de calor.
Algunas frecuencias del calor de nuestro planeta no son absorbidas por ningún gas de la atmósfera y escapan directamente desde la superficie al espacio. Estas frecuencias son lo que llamamos Ventana atmosférica. Los gases de efecto invernadero son para este calor como el vidrio de una ventana para la luz: el calor los atraviesa.
Gráfica 1: La curva roja representa la radiación en forma de calor emitida por la superficie terrestre, y el área en negro la que escapa de la atmósfera al espacio. El área encerrada entre estas dos curvas representa el calor que ha sido retenido por los diferentes gases de efecto invernadero en la atmósfera. El vapor de agua (H2O) absorbe mucha radiación en los laterales del espectro, el CO2 absorbe en unas frecuencias muy concretas en el centro de la curva, y el metano (CH4), en una longitud de onda más corta. En la ventana atmosférica el calor no es absorbido por ningún gas y por lo tanto escapa casi por completo al espacio (hay poca diferencia entre el área negra y la curva roja). Imagen: Javier P. T. Datos de Zhong & Haigh (2013)
Los primeros en llegar se reparten el pastel
Es la hora del temido metano (CH4) . Su espectro de absorción no está cerca de la emisión principal de nuestro planeta, sólo absorbe unos 2 W/m2 y la molécula en sí no tiene ninguna propiedad especial que la haga mucho más eficiente a la hora de absorber calor. Si el CO2 tiene unas condiciones tan óptimas para ser gas de efecto invernadero… ¿Cómo es posible que emitir metano provoque 30 veces más efecto invernadero?
Una de las claves es que un gas de efecto invernadero no absorbe calor en una proporción lineal a su concentración. Es decir, aumentar al doble la concentración de un gas de efecto invernadero no va a causar el doble de efecto invernadero. De ser así estaríamos en un aprieto mucho mayor, ya que el CO2 captura una gran cantidad de calor y hemos aumentado su concentración en un 50%.
Así, las primeras moléculas del gas en entrar en la atmósfera ya absorben una gran cantidad de calor (ver gráfica 2). Este es el secreto del metano: que aún hay poco, y cada molécula que se añade tiene calor disponible en su frecuencia de absorción. No hay muchos comensales en su mesa y tendrá una buena ración de pastel. Mientras en la mesa del CO2, aunque hay mucho más pastel, ya hay muchos más comensales.
En otro momento de la Historia de la Tierra podría ser al revés: Si el metano tuviese una concentración mucho mayor y el CO2 mucho menor, añadir una molécula de CO2 contribuiría mucho más al efecto invernadero que una de metano. Es decir, que la importancia de la emisión de los diferentes gases de efecto invernadero es circunstancial.
Gráfica 2: Modelo de la cantidad de radiación absorbida por el CO2 atmosférico en función de su concentración en la atmósfera. Con bajas concentraciones ya se absorbe una gran cantidad de calor, y por cada pequeña cantidad de gas añadida, la contribución al efecto invernadero es muy grande. El metano se encuentra en esa fase de elevada pendiente de su curva. Modificado de Zhong & Haigh (2013)
Sabiendo esto, lo más peligroso para el cambio climático sería añadir gases nuevos que absorben en la ventana atmosférica: una mesa vacía, con el pastel sin tocar, y cada molécula que llegase podría coger calor hasta empacharse. En cambio, añadir un gas de efecto invernadero, pero que absorbe en una frecuencia en la que otros gases ya están absorbiendo casi toda la radiación disponible, no tendría un efecto significativo en el clima. La situación del CO2 es intermedia, sin contar con nuestra aportación ya absorbía una gran cantidad de calor, pero aún tiene bastante disponible.
La declaración de energía en el planeta: Nos sale a devolver
Al planeta llegan de media 341 W/m2 de radiación solar. Un 30% de esta es reflejada por nubes, hielo o desiertos, y devuelta al espacio sin ser absorbida (albedo), quedando un aporte de 239 W/m2 al sistema climático. La atmósfera absorbe parte de la radiación solar antes de que llegue al suelo, manteniendo el cielo azul o protegiéndonos de los rayos UVA. Al final, a la superficie llegan aproximadamente 161 W/m2 de radiación solar (ver figura abajo).
El calor contenido en la atmósfera y sus gases de efecto invernadero devuelven mucho calor al suelo, este se calienta y lo envía de nuevo a la atmósfera, de forma que la energía total que emite la superficie terrestre es 396 W/m2, mucha más de la que entra del sol al sistema climático. Esos 157 W/m2 extra permiten que la temperatura media de nuestro planeta sea de 15ºC en lugar de -18ºC, la que tendría si no existiesen los gases de efecto invernadero ni la atmósfera.
Figura 1 (bis). Flujos de energía globales entre la atmósfera, la superficie terrestre y el espacio exterior. Las flechas amarillas representan la radiación solar de onda corta (luz, rayos UV, etc.), las flechas naranjas representan la radiación infrarroja de onda larga (Calor). Otros colores indican otras transferencias de energía como el movimiento de masas de aire (negro), o el calor latente en forma de vapor (azul). Datos de Trenberth y Fasullo (2012). Cuando el el clima se está calentando la cantidad de calor saliente disminuye, ese calor se acumula en las capas bajas de la atmósfera mientras las capas altas se enfrían.
Según las estimaciones, el aumento en la concentración de gases de efecto invernadero está ampliando ese calor extra en casi 3 W/m2. Calor que está siendo absorbido principalmente por el CO2 y en menor medida por el metano y otros gases, cada uno en sus frecuencias concretas.
Otras actividades humanas, en cambio, están enfriando el planeta compensando más de 0,5 W/m2. Por ejemplo, el humo contribuye a enfriar el planeta (sí), ya que los aerosoles y cenizas ayudan a formar neblinas que impiden que la radiación solar llegue al suelo. También la deforestación (sí), pues las zonas deforestadas tienen mayor albedo. Esto deja el balance en aprox. + 2 W/m2. (IPCC, 2021)
Para ponerlo en contexto, en el último máximo glacial se estima un balance de -8 W/m2 con respecto al actual. Más de la mitad era debido a la mayor cantidad de hielo y el polvo atmosférico, que reflejaban la radiación solar entrante, y el resto debido a la menor concentración de gases de efecto invernadero. En este periodo la temperatura era nada menos que 8ºC inferior a la actual (Osman et al., 2021). Según la media de las estimaciones, la magnitud del balance de radiación que ya hemos cambiado es un 30% del que acabó con la última glaciación. Una cosa está clara: La cantidad de calor que se queda en nuestro planeta sigue aumentando de forma constante, y los efectos se espera que sean cada vez más notables.
La ubicación del final de las glaciaciones está controlada por factores astronómicos externos, conocidos como «Ciclos de Milankovitch«. Estos factores no alteran la cantidad total de radiación que llega al planeta, sólo cambian la distribución de la radiación entre ambos hemisferios y a lo largo del año. Esto da lugar a cambios en los balances de energía que hemos desarrollado en este artículo, modificando los valores de albedo o la concentración de gases de efecto invernadero, que son los que realmente controlan la mayoría de cambios climáticos del planeta cuando se retroalimentan entre sí. Los factores externos habitualmente controlan cuándo se producen los cambios, pero no son capaces de llevarlos a cabo por sí mismos.
Referencias
IPCC. (2021). Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press. In Press.
L. C. Skinner, E. Bard, (2022). Radiocarbon as a Dating Tool and Tracer in Paleoceanography, Reviews of Geophysics, 60, 1, https://doi.org/10.1029/2020RG000720
Maslin, M. (2014). Climate change: a very short introduction. OUP Oxford.
Osman, M.B., Tierney, J.E., Zhu, J. et al. (2021). Globally resolved surface temperatures since the Last Glacial Maximum. Nature599, 239–244 https://doi.org/10.1038/s41586-021-03984-4
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.
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.
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.
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.
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!
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.
¿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.
Riesgos geológicos actuales, las catástrofes naturales y cómo nos afectan, de Javier Elez para #Bachillerato.
Impactos cósmicos en nuestro planeta y cómo encontrarlos, de Javier Pérez Tarruella para #ESO.
Esta última #Geocharla ha incluido una versión del experimento que Javier Pérez Tarruella documentó en este hilo de Twitter:
Unas gotas de leche me han servido para ver mejor que nunca la formación de cráteres complejos! ¿Por qué los cráteres más famosos de la Luna tienen un pico en el centro? ¡Mira estas fotos! – HILO La habitación es un buen lab cuando no puedes ir a la @usalpic.twitter.com/wXNu5455p4
Las #Geocharlas son actividades de divulgación de la Geología orientadas a colegios de infantil y primaria, institutos de secundaria, universidades y asociaciones coordinadas por la Comisión Mujer y Geología de la Sociedad Geológica de España
La mayor parte del petróleo que conocemos se forma fundamentalmente a partir de zooplancton y fitoplancton marino que murió y se sedimentó junto con arcillas en los fondos marinos en unas condiciones de falta de oxígeno (anoxia).
Esto hace que la materia orgánica de estos organismos no se descomponga y que sea enterrada gradualmente al continuar la sedimentación en estas cuencas marinas.
Zooplancton. Especie no identificada de copepoda. Imagen de Uwe Kils – English Wikipedia. CC BY-SA 3.0
Presión y temperatura
Con el enterramiento aumentan también la presión y la temperatura. Los sedimentos arcillosos que contienen la materia orgánica se trasforman en una roca que llamamos lutita.
Hay que imaginarse que esto en algunas ocasiones se ha producido a escala planetaria y ha generado capas de decenas o centenares de metros de espesor con porcentajes de materia orgánica que pueden superar el 10%.
Capas de lutitas y margas de origen marino con contenidos altos de materia orgánica. Cuenca de Jaca, Pirineo Oscense. Imagen de Javier Elez.
En ocasiones, estos mismos procesos se han dado en lagos de gran tamaño, que atraparon cantidades importantes de materia orgánica en los sedimentos de su fondo, generando condiciones similares (más reducidas en tamaño) a las producidas en las cuencas marinas.
Cuando los contenidos en materia orgánica son altos y la roca es capaz de generar hidrocarburos, se la suele denominar informalmente roca madre (hot shale o black shale en terminología anglosajona).
El incremento de presión, pero sobre todo el de temperatura, hace que la materia orgánica (CHONP) se transforme en petróleo.
Esto ocurre en una ventana de temperaturas pequeña que va desde los 50 a los 150ºC, ya que:
Por encima (175º C), el petróleo termina desnaturalizándose y transformándose primero en gas y después en carbono.
Y por debajo de 50ºC no existe transformación.
Sondeo para la explotación de petróleo. El testigo recuperado está teñido de negro por el crudo. Imagen cedida por Israel Polonio.
Como ves, las condiciones ambientales globales y geológicas para que se formen esas rocas que contienen tanta cantidad de materia orgánica son complejas:
Anoxia en los océanos (poco oxígeno).
Alta productividad biótica (mucha vida).
Sedimentación de arcillas.
Enterramiento.
Incremento de presión y temperatura.
Sin embargo, estas situaciones las hemos tenido reiteradas veces a lo largo de la evolución del planeta (en repetidas ocasiones durante los periodos Paleozoico, Mesozoico y Cenozoico).
Las condiciones para la formación de petróleo se han dado repetidas veces a lo largo de la historia de la Tierra, en el Paleozoico, Mesozoico y Cenozoico. Descubre cuánto abarcan estas eras en la Tabla Cronoestratrigráfica Internacional.
Y en ocasiones han afectado a gran parte del planeta al mismo tiempo; por eso hay petróleo en tantos lugares diferentes del mundo.
Las condiciones ambientales globales y geológicas favorables para la formación del petróleo se han dado muchas veces a escala planetaria. En este gráfico se puede ver la producción de petróleo en todo el mundo en el año 2019, lo que da una idea de su distribución global. Fuente de los datos: BP Statistical Review of World Energy; gráfico: https://ourworldindata.org/fossil-fuels.
Petróleo de origen vegetal
En menor cantidad también hay una serie de hidrocarburos que vienen derivados del enterramiento de materia orgánica de origen vegetal continental (árboles y similares).
El ejemplo típico: en zonas de desembocadura de ríos en deltas en las que el rio arrastra la vegetación y la acumula en zonas preferentes junto con los sedimentos del delta. Sabemos que este proceso, aunque tiene un alcance geográfico menor, también se ha producido innumerables ocasiones a lo largo de la historia del planeta.
¿En cuánto tiempo se forma el petróleo?
Es difícil saber cuánto tiempo se necesita para que tenga lugar la transformación de la materia orgánica en petróleo, ya que el tiempo geológico es un elemento que no podemos simular en un laboratorio. Pero habitualmente hablamos de cientos de miles a millones de años.
Muestras tomadas de sondeos de exploración de hidrocarburos teñidas de negro en donde destaca la materia orgánica, el petróleo. De Israel Polonio.Muestras tomadas de sondeos de exploración de hidrocarburos bajo luz ultravioleta en donde destaca la materia orgánica, el petróleo. De Israel Polonio.Muestras tomadas de sondeos de exploración de hidrocarburos teñidas de negro (arriba) y bajo luz ultravioleta (abajo) en donde destaca la materia orgánica, el petróleo. Imágenes proporcionadas por Israel Polonio.
– Una de las particularidades de la Geología como ciencia es que es una ciencia histórica.
– ¿Qué quiere decir esto?
– Que los procesos que estudiamos y que son responsables de la dinámica de nuestro planeta se han dado en un espacio y sucesión temporal determinados.
Este orden es muy relevante, ya que mucho de lo que acontece en un momento dado suele estar fuertemente condicionado por su pasado más o menos inmediato.
¿Cómo entendemos el tiempo en los procesos geológicos?
Por lo general, en el imaginario colectivo se entiende que los procesos geológicos son todos lentos, que requieren de mucho tiempo (millones de años) para tener lugar y que solo el paso del tiempo constante y tenaz es capaz de generar cambios significativos en el planeta.
Pero esto no es así, necesariamente. Por ejemplo, la erupción de La Palma ha durado poco más de dos meses y sin embargo ha cambiado significativamente la topografía de un sector de la isla para los próximos miles de años.
Recopilatorio diario visual del volcán de la erupción de Cumbre Vieja, La Palma. IGME.
Es por eso que queríamos explicar aquí cómo se entiende el tiempo en Geología ⤵️.
Procesos lentos vs. rápidos
Es cierto que algunos procesos son constantes, progresivos y lentos. Y que necesitan de millones de años para que se observen los efectos. Por ejemplo:
Pero muchos otros son (extremadamente) rápidos. Por ejemplo:
Un terremoto puede cambiar la posición y topografía de una zona concreta del planeta en cuestión de minutos.
En los fondos marinos más profundos y tranquilos puede producirse sedimentación que registre decenas de millones de años de forma continua. Pero en otros contextos es muy habitual encontrarnos en el registro geológico sedimentos de fenómenos de tormenta, tsunamis, explosiones volcánicas, etc. que sabemos que solo pudieron durar unas pocas horas o minutos.
Además, que un proceso necesite de millones de años para culminar, como la formación de cordilleras, no quiere decir necesariamente que se produzca de forma lenta y pausada. Puede desarrollarse a pulsos, acelerando y desacelerando en función de un número importante de variables.
Tiempos diferentes, resultados similares
El mismo proceso se puede dar en intervalos temporales diferentesdando lugar a resultados muy similares.
Por ejemplo, los volcanes pueden estar activos durante millones de años, pero a veces hay edificios volcánicos pequeños que comienzan a funcionar en pocas semanas. De igual forma, su desaparición puede ser lenta y progresiva por erosión o corta y violenta si explotan.
También es posible encontrar sedimentos continuos de fondos tranquilos de lagos que abarcan solo unas pocas decenas de miles de años (los lagos se llenan rápidamente de sedimentos). En contraposición a los sedimentos de fondos marinos profundos que hemos comentado y que pueden abarcar decenas de millones de años.
Procesos únicos vs. procesos cíclicos
Algunos procesos son únicos y otros cíclicos, con independencia de su duración. Por ejemplo:
El clima ha ido oscilando de glaciación a deglaciación de forma cíclica (y por causas perfectamente conocidas) a lo largo de los últimos 2,5 millones de años (periodo Cuaternario) unas 55 veces.
Curva del nivel del mar y estadios isotópicos marinos (MIS) en los diferentes ciclos glaciares-interglaciares durante los últimos 200.000 años. Figura incluida en el artículo El Periodo Cuaternario: La Historia Geológica de la Prehistoria, de Silva, P.G.; Bardají, T.; Roquero, E.; Baena-Preysler, J.;Cearreta, A.; Rodríguez-Pascua, M.A.; Rosas, A.;Cari Zazo; Goy, J.L.
Sin embargo, la formación de los océanos, probablemente a partir de un bombardeo de cometas de hielo procedentes de los márgenes exteriores del sistema solar, es un proceso único e irrepetible.
Interacción y condicionamiento
Y además el conjunto de procesos interacciona entre sí, de forma que unos procesos y sus resultados condicionan a otros y su desarrollo. En general, los intervalos temporales de los procesos se mezclan e interfieren entre ellos:
La evolución de unas especies en otras puede ser un fenómeno lento y progresivo. O completamente súbito por causas puramente evolutivas. A esto último lo llamamos radiación adaptativa.
Sin embargo, un fenómeno puntual como el impacto de un meteoritopuede causar extinciones masivas y en cuestión de pocos años cambiar completamente la distribución de fauna a nivel planetario (sí, por ejemplo el de los dinosaurios, pero a diversas escalas hay muchos más ejemplos de meteoritos y extinciones).
El sesgo de conocimiento en Geología
Además, tenemos un sesgo de conocimiento en función de los datos de los que disponemos y sus márgenes de error.
Muchas de las rocas más antiguas del planeta han sido destruidas (recicladas) en lo que conocemos como ciclo de Wilson. Por lo tanto, hay un mayor volumen de roca que se conserva de épocas recientes, de manera que somos capaces de identificar muchos (pero muchos) más procesos y fenómenos cuanto más nos acercamos al presente. De la última parte de la evolución del planeta incluso tenemos las formas relictas (heredadas, que se formaron en épocas pasadas) de fenómenos que ya no existen y que nos ayudan también a caracterizar el pasado. Por ejemplo, los circos glaciares de Gredos y de todo el Sistema Central: ya no existen los glaciares que los originaron, pero sí sus huellas.
Laguna glaciar de El Duque, en Solana de Ávila, Ávila. Imagen de Gabriel Castilla.
Y no menos importante: los métodos de datación absoluta de los que disponemos (los que nos dan edades numéricas) tienen en general mayor precisión cuanto más nos acercamos al presente, de forma que:
Dataciones de hace más de 3000 millones de años pueden tener márgenes de error de más/menos 200 millones de años.
Y dataciones de hace 3000 años pueden tener márgenes de error de más/menos 250 años.
Desafortunadamente, a día de hoy no es posible modelizar en laboratorio cómo afecta el parámetro tiempo a los distintos procesos y materiales geológicos. Y por eso no tenemos más remedio que «imaginarnos» el tiempo, que como has visto es un parámetro escurridizo.
Próximamente: Cómo entender la tabla del tiempo geológico
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Riesgos geológicos actuales, las catástrofes naturales y cómo nos afectan, de Javier Elez para 
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