Los geólogos utilizan granos de circón para reconstruir el aspecto de la Tierra y sus paisajes en la antigüedad. Estos granos microscópicos, comúnmente el ancho de un cabello humano, registrar información detallada sobre cuándo y dónde se formaron, convirtiéndolos en una herramienta estándar para estudiar cómo nuestro planeta ha cambiado a través de los tiempos.

Un nuevo estudio dirigido por la Escuela de Geociencias de la Universidad de Texas en Austin Jackson sugiere que los científicos pueden aprovechar mejor los datos de circón para comprender cómo los paisajes han evolucionado con el tiempo al considerar un conjunto de factores que pueden sesgar los datos geocronológicos de circón y la interpretación de la origen de los sedimentos.

El estudio, publicado el 1 de diciembre en Cartas de ciencia terrestre y planetaria , se centró en un método llamado geocronología de U-Pb (uranio-plomo) de circonio detrítico. El circón es un mineral ideal para rastrear la evolución del paisaje porque se encuentra en la mayoría de las rocas de la corteza, es muy duradero (más duro que el diamante), y contiene tres relojes isotópicos (cronómetros) que los geocientíficos pueden utilizar.

Los investigadores encontraron que las estimaciones de la erosión del paisaje y la dispersión de sedimentos podrían mejorarse teniendo en cuenta varios factores:

• Los materiales del lecho rocoso se erosionan a diferentes velocidades. Esto significa que los sedimentos en los ríos se enriquecerán desproporcionadamente en granos de circonio derivados de los más débiles, fuentes de roca madre erosionables.
• Fertilidad del circón, un término que indica cuántos circones hay en una región de origen del lecho rocoso. Los materiales que producen menos circonitas pueden estar subrepresentados en un estudio a menos que se tenga en cuenta este problema.
• Algunas circonitas provienen de material que se ha reciclado con el tiempo. Eso significa que los circones podrían contener firmas complejas de múltiples eventos de erosión de diferentes rocas.

Tomás Capaldi, un doctorado estudiante en el Departamento de Ciencias Geológicas de la Escuela Jackson, dirigió el estudio mediante la recolección de muestras de grano de circón de las cuencas hidrográficas de los ríos modernos en la Cordillera de los Andes, donde las fuentes de sedimentos y las redes de drenaje son bien conocidas, que no es el caso en entornos antiguos. El objetivo de Capaldi era probar si los circones en la arena del río reflejaban con precisión los patrones de erosión de los Andes modernos. y comprender hasta qué punto los factores antes mencionados (fertilidad del circón, tasa de erosión del lecho rocoso, y el reciclaje de sedimentos, pueden afectar los resultados.

"Estamos explorando cómo podemos utilizar los sedimentos de los ríos modernos para calibrarnos para el registro sedimentario antiguo, ", Dijo Capaldi. La investigación involucró la recolección de muestras de arenas de ríos y lecho rocoso de cuencas de drenaje en los Andes del oeste de Argentina, en una región de aproximadamente una quinta parte del tamaño de Texas. Doctor. estudiante Margo Odlum y Ryan McKenzie, profesor asistente en la Universidad de Hong Kong y ex becario postdoctoral de la escuela Jackson, asistido con el trabajo. El equipo recolectó 21 muestras de arena de río y 23 muestras de lecho rocoso en las cuencas de los ríos Mendoza y San Juan. datando alrededor de 120 granos de circón por muestra.

El estudio encontró que la mayor diferencia entre las fuentes conocidas del lecho rocoso río arriba y las arenas del río río abajo la registraron los circones en pequeñas, captaciones de drenaje localizadas. Los resultados variaron según la ubicación. Por ejemplo, los investigadores encontraron que los más pequeños, Las cuencas de captación de los ríos andinos de gran altitud erosionaron con mayor facilidad las unidades de lecho rocoso más débiles y estas fuentes de sedimentos aportaron de manera desproporcionada más arena al río de lo previsto. A diferencia de, los circones eran más precisos al muestrear sistemas fluviales más grandes, que reciben arena de toda la región y registran la erosión general de los Andes.

Los hallazgos son importantes porque miles de estudios al año dependen de la geocronología U-Pb de zircón detrítico, dijo el profesor de la escuela Jackson

Brian Horton, Asesor de Capaldi y coautor del artículo.

"Todos suponen que estos sedimentos, estos granos de circón, son reflejos precisos o trazadores uno a uno de sus regiones de origen, ", Dijo Horton." Resulta que hay algunas complicaciones graves ".

La buena noticia es que esto puede ser explicado en gran medida por investigadores de campo y laboratorio, dijo el coautor y profesor de la escuela Jackson, Danny Stockli.

"Es posible que deba tomar algunas de estas complicaciones que señala Tomas, tal vez incluso aprovecharlos, para obtener una mejor comprensión de la evolución del paisaje a largo plazo, " él dijo.

Capaldi dijo que el estudio aclara cómo estos factores influyen en los patrones de erosión y dispersión de sedimentos, y merecen una mayor investigación.

"Este es el primer trampolín, ", dijo." Estamos tratando de determinar lo que estos circones, como posibles trazadores de erosión, realmente se están mostrando ".

Stockli dijo que el trabajo es vital porque los estudios de las arenas de los ríos se han disparado durante la última década por parte de investigadores que intentan reconstruir paisajes antiguos. y compañías de petróleo y gas que intentan determinar el vínculo entre la arena y la generación de depósitos de energía en alta mar ". Si comprende cómo evolucionaron las áreas de drenaje de los ríos, aprenderá algo sobre cómo se formó la superficie del planeta en el pasado, ", Dijo Stockli." Al mismo tiempo, la gente usa estas áreas de drenaje para hacer predicciones de la cantidad de sedimento que se entrega al océano. Estas arenas proporcionan un recuerdo de la erosión del paisaje, así como un predictor de lo que podría estar en alta mar ".