Solución a Ciencia Encriptada, descubriendo los descubrimientos: «Las columnas de Atlantis (I)»

Por fin ha llegado la hora de contestar las preguntas que planteamos en esta entrada de  «Ciencia Encriptada, descubriendo los descubrimientos» tiulada Las Columnas de Atlantis

¿Cómo se llamaba el barco del relato?

Se llamaba GLOMAR Challenger. Fue bautizado así en honor al buque británico HMS Challenger, que entre 1872 y 1876 dio la vuelta al globo realizando casi 500 medidas de profundidad de los fondos oceánicos. Diseñado y operado por la compañía Global Marine y botado en Orange, Texas, en 1968, el GLOMAR Challenger era un buque de sondeos para la exploración geológica y geofísica marina profunda. Se construyó para acometer los trabajos del proyecto del que hablaremos a continuación, bajo un contrato de larga duración con dos instituciones estadounidenses: la Fundación Nacional para la Ciencia (NSF por sus siglas en inglés) y la Institución Scripps de Oceanografía de la Universidad de California en San Diego.

El GLOMAR Challenger tenía una longitud o eslora de 122 m y estaba dotado de una torre de sondeos de 43 m de altura. Podía perforar sondeos verticales de casi 800 m de longitud en el interior de fondos marinos situados a una profundidad máxima de 6096 m. Sus sistemas de posicionamiento y estabilización, y el sistema de recuperación de los testigos o cilindros de roca obtenidos en la perforación, eran los más avanzados de su época. Parte de estos sistemas se desarrollaron en un proyecto anterior que resultó fallido: el proyecto MOHOLE, un intento de perforar la corteza, la capa más externa del planeta, en todo su espesor hasta alcanzar el manto terrestre.

Tras 15 años de servicio, fue dado de baja en 1983. El GLOMAR Challenger es uno de los buques de exploración oceánica más famoso de todos los tiempos.

¿En que gran proyecto científico se desarrolló la campaña de exploración marina de la que trata?

En el proyecto Deep Sea Drilling Project (DSDP): Proyecto de Perforación Marina Profunda. Financiado por la NSF y coordinado por la Institución Scripps, fue desarrollado por una corporación denominada Unión de Instituciones Oceanográficas (Joint Oceanographic Institutions, JOI), que agrupaba a varios institutos oceanográficos de USA. Para la planificación científica se contaba con un grupo asesor formado por 250 relevantes científicos de todo el mundo, denominado JOIDES (Joint Oceanographic Institutions for Deep Earth Sampling; Unión de Instituciones Oceanográficas para el Muestreo Terrestre Profundo). El objetivo del proyecto DSDP: explorar durante 15 años los sedimentos del fondo océanico profundo y la parte superior de la corteza terrestre situada bajo ellos, a partir de muestras extraídas de 624 sondeos perforados a lo largo y ancho de todos los mares del mundo.

Comenzado en 1968, el éxito científico del DSDP fue casi inmediato. Entre las aportaciones científicas del proyecto destacan, además de la que se narra en nuestra historia, dos absolutamente fundamentales: 1) la constatación de que las cuencas oceánicas actuales son muy jóvenes, geológicamente hablando, respecto a la edad de nuestro planeta (200 millones de años de edad máxima frente a 4500 millones de años) y 2) la obtención de los datos que prueban de manera definitiva la validez de las teorías de la extensión del fondo oceánico y la tectónica de placas. De hecho, la importancia científica del DSDP es de tal magnitud, que en 1981 fue descrito así: “Indiscutiblemente, el mayor y más exitoso programa de investigación geológica nunca abordado por la humanidad”.

EL DSDP finalizó en 1983, pero los trabajos científicos iniciados con él han continuado hasta hoy por medio de otros buques y proyectos sucesivos que, a diferencia del DSDP, han tenido carácter plenamente internacional. El proyecto actual se denomina Programa Internacional de Descubrimiento Oceánico (International Ocean Discovery Program, IODP).

La ingente cantidad de datos obtenidos y de publicaciones generadas por el DSDP y sus sucesores son mantenidos por el operados científico del IODP, la Facultad de Geociencias de la Universidad de Texas A&M, en Corpus Christi, USA.

¿Cuáles son los nombres de los dos científicos que lideraron la expedición?

El relato se desarrolla en el decimotercer crucero exploratorio (o Leg 13) del DSDP, cuyo puerto de partida fue Lisboa. El equipo científico embarcado en el GLOMAR Challenger en esta expedición estaba codirigido por William B.F. Ryan, geofísico del Lamont-Doherty Geological Observatory, Columbia University, Palisades, New York, y por Kenneth J. Hsü, geólogo del Geologisches Institut, Eidgenössische Technische Hochschule, Zürich.

¿Qué son los Reflectores M del Mar Mediterráneo y de qué material están formados?

Los reflectores M son unos reflectores sísmicos muy potentes detectados en estudios de geología marina anteriores al DSDP, que se extienden por todo el fondo del Mediterráneo. Cuando las ondas sísmicas, tanto las naturales como las generadas artificialmente para estudiar el interior del planeta, llegan a una superficie que pone en contacto dos capas de rocas diferentes que transmiten esas ondas a distinta velocidad, una parte de las mismas es reflejada por esa superficie: las ondas sísmicas cambian de dirección sin atravesarla. De igual forma, las ondas de luz se reflejan cuando alcanzan una superficie que separa dos medios que las transmiten de forma distinta, como el aire y el agua, por ejemplo.

Se pensaba que los Reflectores M, a los que uno de los codirectores científicos del crucero, Ryan, dedicaba gran parte de su investigación en el momento de nuestra historia, eran capas muy extensas y de gran espesor formadas por halita (el cloruro de sodio, más conocido por sal marina o sal común) y otras rocas similares denominadas en conjunto evaporitas. Esas rocas son muy blandas y se deforman fácilmente. Las fuerzas asociadas a los movimientos de las placas tectónicas provocan que se inyecten en los sedimentos que las cubren. Así, llegan a formar grandes masas subterráneas con forma de domos, llamados diapiros salinos. Los diapiros salinos, estructuras que se habían reconocido claramente en los Reflectores M, tienen gran importancia económica como minas de sal gema y como excelentes trampas de acumulación de petróleo.

En la expedición Leg 13 se sondearon 14 emplazamientos (sites 120 a 134). El testigo (core en inglés) nº6 del sitio 124, al SE de las Baleares, bautizado como la Columna de Atlantis, y otros posteriores de la misma campaña, confirmaron que los Reflectores M están formados principalmente por evaporitas. Los primeros 130 cm del testigo nº6 (ver la figura 2 de nuestra primera entrega) están formados por calizas con arcillas; el resto, hasta los 145 cm, son propiamente evaporitas, en este caso yesos (sulfato de calcio hidratado).

En testigos más profundos se extrajeron otras evaporitas como la anhidrita, un sulfato de calcio similar al yeso, pero en este caso anhidro (sin moleculas de agua en su estructura) y la halita.

Y ahora, por fin, la cuestión fundamental:

¿Qué hecho geológico sorprendente y único se descubrió a partir de la Columna de Atlantis y de otras muchas muestras obtenidas después en la misma campaña?

Las rocas denominadas evaporitas reciben ese nombre porque se forman a partir de la precipitación de minerales (halita, yeso, anhidrita) en aguas con grandes contenidos en elementos químicos disueltos (cloro, sodio, azufre, calcio...). Este fenómeno se produce cuando el agua marina, y también agua de otras procedencias pero rica en sales disueltas, queda retenida en lagos o lagunas de escasa profundidad y con muy poca entrada de líquido. El agua así almacenada se evapora, y la concentración de sales aumenta hasta que se alcanza el punto de saturación: las sales comienzan entonces a precipitar, en un proceso idéntico al que sucede en las salinas artificiales.

Ahora bien, si se admite que las evaporitas del Sitio 124 (y de otros muchos lugares del Mediterráneo) se depositaron allí mismo, a una profundidad similar a la que se encuentran hoy en día, la única conclusión plausible es ésta: hace unos 6 millones de años, el Mediterráneo quedó separado del Océano Atlántico al elevarse la porción de tierra que hoy es el Estrecho de Gibraltar. El nivel del agua de la cuenca mediterránea descendió más de 1500 m, y lo que antes era un fondo marino profundo se convirtió en una llanura salina, un desierto de sal de 2,5 millones de km² de extensión, situado a más de 1 km por debajo del nivel del mar. En esta llanura, la evaporación del agua marina y de los ríos que a él vertían produjo la acumulación de más de un millón de km³ de evaporitas; un volumen enorme, que provocó una reducción del 6% en la salinidad del océano global.

A este episodio se le denomina la Crisis Salina del Messiniense, porque estas mismas rocas evaporíticas se reconocieron y describieron por primera vez en Sicilia, junto al Estrecho de Messina, en 1960. Solo que allí, a diferencia del Sitio 124, las evaporitas fueron elevadas por las fuerzas tectónicas y se hallan hoy en día por encima del nivel del mar.

Más aún: la presencia de sedimentos depositados en un fondo marino profundo directamente encima de las evaporitas del Messiniense implica que, tras ese episodio de desecación, el Mediterráneo tuvo que sufrir una inundación brusca, de forma que lo que era una llanura salina rápidamente se convirtió de nuevo en un fondo marino profundo. Algunos estudios tempranos sugerían que esta inundación, ocurrida hace unos 5,3 millones de años, fue realmente catastrófica y que duró como mucho unos pocos centenares de años, con el agua del Atlántico entrando a través de cascadas monstruosas, tanto en altura como en volumen de agua, por el Estrecho de Gibraltar.

Hoy se sabe que los procesos de desecación e inundación asociados a este episodio de formación masiva de evaporitas no fueron tan bruscos y tuvieron un carácter intermitente. Aún así, no conocemos, en toda la historia geológica de nuestro planeta, otros cambios en el nivel del mar de la amplitud y rapidez registradas en la cuenca del Mediterráneo hace seis millones de años, durante la Crisis Salina del Messiniense.

Juan J. Coello
Geólogo del MUNA, Museo de Naturaleza y Arqueología