Un equipo internacional de investigación con participación de la Universidad de Almería (UAL), la Universidad de Bolonia (Italia), la Universidad de Bergen (Noruega) y la Academia China de Ciencia (China) ha demostrado que los grandes cristales de yeso de cuevas como la geoda de Pulpí en Almería o la cueva de Naica en México sirven como ‘archivos naturales’ para reconstruir el clima del pasado. A través del análisis del agua atrapada en su interior y la edad de los cristales, los expertos han obtenido información sobre cómo eran las lluvias y las condiciones ambientales hace cientos de miles de años.
En concreto, el estudio ha aplicado una técnica analítica desarrollada recientemente para estimar la edad de algunos de los cristales de yeso más grandes del mundo. El método se basa en analizar la proporción entre uranio y torio presentes en el mineral, dos elementos que se encuentran de forma muy escasa, pero cuya relación permite calcular el tiempo transcurrido desde que el cristal se formó.
Aunque se habían hecho ya intentos de datar estas formaciones anteriormente, el nuevo procedimiento obtiene estimaciones más fiables, pese a que el yeso contiene muy poco uranio, el elemento que se emplea habitualmente para datar minerales. Además, este trabajo confirma que estos cristales, conocidos por su espectacular tamaño (hasta los once metros en el caso de los de Naica), también conservan información sobre la historia hidrológica de la Tierra.
Los resultados muestran que uno de los cristales de la cueva de Naica comenzó a formarse hace unos 31.000 años, durante el final de la última glaciación, y continuó creciendo hasta aproximadamente 1985, cuando se bombeó el agua subterránea de la cueva para permitir la explotación minera y los cristales quedaron al descubierto.
En el caso de la geoda de Pulpí, en Almería, la base del cristal analizado se formó hace alrededor de 191.000 años. Esto indica que comenzaron a crecer cuando el agua subterránea circulaba por la roca en condiciones distintas a las actuales, que ya no permiten la formación de estos cristales.
Un pasado cristalizado
Tal y como explica el equipo investigador en el artículo ‘Testing selenite gypsum crystals from caves for reconstructing the stable isotope composition of paleo-aquifers’, publicado en la revista Chemical Geology, los cristales de yeso se forman lentamente cuando el agua subterránea rica en sales disueltas circula por cavidades y fracturas de la roca. Durante ese proceso, el agua quedó atrapada en la estructura de los cristales, como una cápsula del tiempo.
La geoda de Pulpí y la cueva de Naica albergan algunas de las formaciones subterráneas de yeso más grandes conocidas en el planeta. En Naica, en México, los cristales alcanzan hasta once metros de longitud, mientras que en la geoda de Pulpí, en Almería, pueden superar los dos metros. Ambos enclaves se formaron bajo el agua, en acuíferos muy estables que permitieron que los cristales crecieran lentamente durante miles de años.
Al analizar el agua atrapada por el mineral y determinar su edad, los científicos reconstruyen cómo eran las condiciones ambientales cuando se formó: la temperatura, la cantidad de lluvia o el origen de los fluidos que circulaban por el subsuelo. «Estos cristales conservan información sobre el agua que circulaba por el acuífero. Como procede de la lluvia que se infiltra en el suelo, su composición nos aporta pistas sobre el clima del pasado», explica a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Almería Fernando Gázquez Sánchez.
Añade que determinar la edad de estos cristales ha sido uno de los mayores retos del estudio. A diferencia de otros minerales, el yeso contiene cantidades extremadamente pequeñas de uranio, lo que complica su datación mediante técnicas tradicionales.
Datar el yeso
Para resolverlo, el equipo utilizó un método basado en la relación entre uranio y torio, dos elementos que permiten calcular el tiempo transcurrido desde que el cristal se formó. Los expertos realizaron el análisis en un laboratorio especializado de la Academia China de Ciencia en Pekín, en China, uno de los pocos lugares del mundo donde se puede medir y comparar cantidades ínfimas de estos elementos presentes en el mineral.
Después, los investigadores calentaron pequeñas muestras del yeso para extraer el líquido atrapado en su interior. Al analizar su composición isotópica, es decir, la ‘firma química’ que revela de dónde procede el agua y en qué condiciones se formó, obtuvieron información sobre sus características. Esta información revela las condiciones climáticas del momento en que se formaron los cristales.
Los resultados muestran diferencias entre ambos enclaves. Por un lado, en la cueva de Naica, los cristales registran cambios asociados al final de la última glaciación, con una transición gradual desde condiciones más frías hacia el clima más templado que ha predominado en la Tierra durante los últimos 10.000 años. Por otro lado, en la geoda de Pulpí los datos indican un comportamiento más estable del sistema de agua subterránea en el que se formaron los cristales, lo que sugiere que el acuífero mantuvo condiciones constantes durante largos periodos de tiempo.
Una herramienta para estudiar el clima del pasado
Más allá de la curiosidad geológica, los investigadores señalan que estos cristales podrían convertirse en una herramienta útil para estudiar la evolución del clima a largo plazo. Los modelos climáticos que se utilizan para simular el cambio climático se basan en ecuaciones que describen cómo funciona la atmósfera y los océanos. Para comprobar si esas simulaciones son correctas, los científicos las comparan con registros naturales del pasado, como sedimentos marinos, anillos de árboles o capas de hielo. «Los cristales de yeso podrían convertirse en una nueva fuente de datos para contrastar esas simulaciones con evidencias reales del clima antiguo», explica Fernando Gázquez Sánchez.
El siguiente paso de los investigadores será aplicar esta técnica a otros depósitos de yeso y a sedimentos de lagos para obtener nuevos registros sobre cómo han evolucionado las lluvias y el clima en distintas regiones del planeta.
Este trabajo ha sido financiado por la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación, a través del programa PPIT-UAL (Junta de Andalucía-FEDER 2022-2026), y por la Agencia Estatal de Investigación del Ministerio de Ciencia e Innovación, mediante el proyecto GYPCLIMATE, cofinanciado por FEDER.