Star Dunes: un antiguo descubrimiento ayuda a los científicos a descubrir los secretos de misteriosas estructuras de arena

Suscríbase al boletín científico Wonder Theory de CNN. Explora el universo con noticias sobre descubrimientos fascinantes, avances científicos y más.

cnn
—

A lo largo de las amplias vistas del desierto, se vislumbran espectaculares dunas estelares. Los distintivos montículos se encuentran entre las dunas de arena más altas de la Tierra, y sus formas piramidales están esculpidas por un fuego cruzado de vientos que soplan desde múltiples direcciones, creando crestas de arena en espiral que salen en espiral desde un pico central.

Aunque las dunas estelares se encuentran comúnmente en desiertos arenosos de todo el mundo, los científicos se han preguntado durante mucho tiempo sobre su formación y su desconcertante ausencia en el registro geológico.

Ahora, una investigación de una duna estelar en Erg Chebbi, una región del desierto del Sahara en Marruecos, ha revelado sorpresas sobre su edad y crecimiento, e insinuó que es posible que la evidencia antigua de dunas estelares siempre haya estado escondida a plena vista.

Utilizando escaneos de radar y análisis de granos de arena enterrados en lo profundo de la duna estelar, los científicos mapearon la estructura interna del montículo. Los investigadores calcularon que la parte más antigua de la base de la duna se formó hace unos 13.000 años. Pero durante unos 8.000 años, según descubrió el equipo de investigación, la duna estelar, que cubre 700 metros y tiene 100 metros de altura, no creció mucho. De hecho, la mayor parte del crecimiento hasta su tamaño actual se produjo en los últimos 1.000 años, mucho más rápido de lo esperado, informaron los investigadores en la revista el 4 de marzo. Informes científicos.

“Encontré sus resultados muy interesantes porque, como la mayoría de la gente, no había sospechado que las dunas estelares pudieran acumularse tan rápidamente”, dijo a CNN en un correo electrónico Andrew Goudie, profesor emérito de geografía de la Universidad de California en Oxford, en el Reino Unido. . Goudie, que no participó en la nueva investigación, fue coautor un estudio publicado en marzo de 2021 que analiza la distribución global de las dunas estelares.

Los escaneos del nuevo estudio también revelaron que la duna se estaba moviendo.

«Todo el problema es la migración», dijo el coautor del estudio Geoff Duller, presidente del departamento de geografía y ciencias de la tierra de la Universidad de Aberystwyth en Gales. «Se mueve aproximadamente medio metro por año», lo que demuestra que las dunas estelares son tan activas como la mayoría de las otras dunas, dijo Duller a CNN.

«Saber qué tan rápido se mueven estas cosas es muy importante para la infraestructura en estas áreas», ya que su migración podría afectar la construcción de carreteras o oleoductos, añadió.

La nueva investigación se centró en la duna estelar de Erg Chebbi conocida como Lala Lallia, que significa “punto sagrado más alto” en el idioma bereber local. El autor principal del estudio, Charles Bristow, profesor emérito de sedimentología en el Birkbeck College de la Universidad de Londres, trazó un mapa de la duna con un equipo de estudiantes de geología. Recolectaron sus datos paso a paso, subiendo por Lala Lallia y deteniéndose cada 0,5 metros para monitorear la duna con un radar de penetración terrestre, «lo cual es un trabajo duro en arenas en movimiento», dijo Bristow a CNN en un correo electrónico.

Cuando estas ondas de radio rebotaban en la antena del receptor, producían imágenes de alta resolución que mostraban las formas de las diferentes capas de sedimento bajo los pies de los investigadores, explicó Bristow.

El siguiente paso fue recolectar muestras de arena a diferentes profundidades para saber cuándo fueron depositadas. Para hacer esto, los científicos extrajeron tubos de núcleos de arena de Lala Lallia cavando una zanja poco profunda y martillando tubos huecos de metal o plástico en la duna «de modo que terminamos con estos pequeños tubos de arena dentro de un recipiente opaco», dijo Duller. . Luego, en el laboratorio, los investigadores observaron el interior de cristales individuales de cuarzo y granos de arena de feldespato para medirlos. radiación ambiental que se ha acumulado durante miles de años en las oscuras profundidades de las dunas.

«Hay radiactividad en todas partes, en niveles muy bajos», dijo Duller. «Parte de ella se almacena en los cristales».

La exposición a la luz del día elimina la radiación de estos depósitos de cristal en un plazo de 10 a 30 segundos, añadió. Pero una vez que los granos de arena quedan enterrados, la radiación del entorno circundante comienza a acumularse. En el laboratorio de Aberystwyth, los científicos hicieron que los granos cosechados liberaran su energía almacenada en forma de luz, luego analizaron la intensidad de la luz para calcular su edad, una técnica llamada datación por luminiscencia estimulada ópticamente. Los investigadores iluminaron los minerales para liberar los electrones atrapados, produciendo una señal luminiscente que luego midieron para determinar cuánto tiempo habían estado los cristales en la oscuridad.

«Cuanto más brillante es la luz, más antiguo es el sedimento», explicó Duller. Al medir el brillo de los granos provenientes de diferentes profundidades de la duna, el equipo de investigación pudo calcular cuándo se formó la estructura por primera vez, cuándo tuvo su mayor pico de crecimiento y su velocidad de movimiento.

Los nuevos descubrimientos también abordan un misterio de larga data para los geólogos: ¿dónde está toda la evidencia antigua de dunas estelares?

Los entornos desérticos generalmente están bien conservados en el registro geológico, y las dunas dejan pistas de su pasado lejano en capas de arenisca comprimida. Pero la evidencia antigua de dunas estelares es excepcionalmente rara, con la excepción de un ejemplo conocido en Escocia que se remonta al Pérmico-Triásico (hace unos 251,9 millones de años).

«¿Por qué? ¿A dónde se fueron todas las dunas estelares? Preguntó Duller. La respuesta, escribieron los científicos, puede ser una cuestión de perspectiva. Las dunas estelares son tan grandes que tal vez partes erosionadas de sus estructuras preservadas habían sido identificadas previamente como restos autónomos de otros tipos de dunas, informaron los autores del estudio.

«Cuando miras individualmente cada pieza de una duna estelar en el registro geológico, se verá como otra cosa», dijo Duller. «Pero cuando juntas todas estas piezas, y puedes ver estos grandes canales de arena entrecruzada en el medio, puedes ver estos brazos extendiéndose en todas direcciones, es cuando puedes decir con confianza que es una duna estelar».

Una posible explicación de por qué las antiguas dunas estelares han sido pasadas por alto durante tanto tiempo es que, durante mucho tiempo, no se sabía qué tan comunes eran, sugirió Goudie.

«El hecho de que las dunas estelares no se identificaran mucho en el registro estratigráfico puede deberse en parte al hecho de que muchos geólogos no estaban muy conscientes de las dunas estelares y sólo conocían las dunas longitudinales y las barchan (dunas en forma de media luna)», dijo Goudie. «Ahora, con la ayuda de Google Earth, sabemos cuán extendidas están estas características».

Mindy Weisberger es una escritora científica y productora de medios cuyo trabajo ha aparecido en la revista Live Science, Scientific American y How It Works.