Rocas de 380 millones de años proporcionan información sobre el clima pasado y la energía geotérmica

Las rocas sufren cambios a lo largo de millones de años. Sin embargo, es posible extraer de ellos información sobre el clima en el momento de su formación.

Los fluidos que circulan bajo tierra cambian las rocas con el tiempo. Estos procesos deben tenerse en cuenta si queremos utilizarlos como archivo climático. En colaboración con colegas internacionales, el Dr. Mathias Müller del Grupo de Investigación de Geología de Sedimentos e Isótopos de la Universidad Ruhr de Bochum, Alemania, utilizó calizas de 380 millones de años de Hagen-Hohenlimburg para mostrar en detalle la información climática aún conservada en las rocas.

Además, sus análisis le permiten sacar conclusiones sobre la idoneidad de las rocas actuales para su uso en energía geotérmica profunda. Los resultados de su investigación han sido publicados. publicado en la revista Geochimica y Cosmochimica Acta El 1 de julio de 2024.

Archivo climático en la roca

Para comprender mejor el clima actual, puede resultar útil mirar al pasado. Para ello, los investigadores utilizan los llamados proxies: indicadores indirectos del clima en archivos naturales como núcleos de hielo, anillos de árboles o piedras caídas.

«Si queremos aprender algo sobre el clima de hace varios millones o incluso miles de millones de años, tenemos que examinar rocas sedimentarias que pueden haber almacenado la temperatura del agua de mar hace cientos de millones de años», explica Müller.

Una cosa que puede dificultar considerablemente este tipo de investigación climática a largo plazo es el cambio posterior en las firmas climáticas almacenadas en estas rocas. Este proceso se llama cambio climático. Comienza poco después de que los sedimentos se depositan en el agua de mar y puede continuar hasta el día de hoy.

«Las rocas muy antiguas suelen estar enterradas a varios kilómetros de profundidad», afirma Müller. «Entonces los cambios en la información climática se deben a los fluidos calientes que circulan en las profundidades». Cuando estos fluidos penetran en las rocas, a menudo provocan una recristalización o el crecimiento de nuevos minerales en las rocas.

Además, cuando las rocas se elevan desde las profundidades hasta la superficie de la Tierra, se ven afectadas por el clima. Este fenómeno, conocido como metamorfismo meteórico, también puede afectar a la información climática antigua o inutilizarla por completo.

Del mar poco profundo a las montañas

Matthias Müller, en colaboración con un equipo de investigación internacional, ha reconstruido la información climática de aguas poco profundas del período Devónico que aún se conserva en las rocas de la zona de Hagen-Hohenlimburg y mediante qué procesos y en qué condiciones ha cambiado desde entonces. . Los investigadores analizaron varias muestras de rocas recogidas sistemáticamente en la cantera de Steltenburg mediante métodos petrográficos y geoquímicos.

«Nos sorprendió que los cambios en las rocas nos permitieran identificar una gran cantidad de eventos geológicos importantes, como la apertura del Atlántico Norte en el Jurásico y el inicio del plegamiento de los Alpes y su posterior levantamiento cientos de kilómetros desde el Cretácico superior», añade Müller.

Él cree que la datación radiométrica del uranio y el plomo es la clave para la cronología de los llamados eventos de sobreimpresión almacenados en las rocas. «Nos alegramos especialmente cuando durante nuestra investigación descubrimos que la información climática del período Devónico todavía está presente incluso en rocas sobreimpresas», afirma el investigador.

De la investigación climática a la energía geotérmica

Los hallazgos del estudio también son importantes cuando se trata de explotar rocas para producir energía geotérmica profunda, que puede ser un factor que contribuya a la transición energética. Predecir las condiciones a las que se enfrentarán determinadas zonas del interior de la Tierra ha sido hasta ahora un gran desafío para los investigadores.

«La impresión de diagnóstico, especialmente en rocas carbonatadas, puede provocar fenómenos de sedimentación y disolución en la roca, lo que puede tener un impacto significativo en la viabilidad de la energía geotérmica», afirma Müller.

Los resultados del presente estudio permiten conclusiones tentativamente optimistas de que algunos de los procesos descritos en el interior más profundo de la Tierra pueden haber aumentado la utilidad de la energía geotérmica. En colaboración con investigadores del Instituto Fraunhofer de Infraestructura Energética y Geotermia (IEG) y del Servicio Geológico de Renania del Norte-Westfalia, Müller pretende actualmente determinar qué resultados obtenidos desde la superficie de la Tierra influyen en la aplicabilidad de la energía geotérmica en profundidad.