Resuelto el misterio de las «rocas flotantes»

La piedra pómez no se hunde en el agua gracias a que los poros de su interior guardan gas. Han descubierto que el secreto está en un fenómeno llamado tensión superficial.

Fuente: ABC

Rocas de piedra pómez
Rocas de piedra pómez – UC Berkeley, Berkeley Lab
JOSÉ MANUEL NIEVES / ABC

No se trata de una broma. Algunas rocas son capaces de flotar durante años enteros en el agua, y ahora los científicos saben cómo consiguen esa proeza, y cuáles son las causas para que, al final, terminen hundiéndose.

Estudios con rayos X llevados a cabo en el Departamento de Energía del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, en California, (Berkeley Lab), han ayudado a los investigadores a resolver el misterio escaneando el interior de varias muestras de piedra pómez, unas rocas volcánicas muy ligeras y porosas.

La sorprendentemente duradera capacidad para flotar de estas rocas, que pueden unirse para formar islotes de hasta varios kilómetros de longitud en pleno océano (balsas de pómez)), y recorrer así incluso miles de kilómetros, puede ayudar a los investigadores a descubrír erupciones volcánicas submarinas.

Y, más allá de eso, aprender sobre su capacidad de flotación nos ayudará también a entender cómo se diseminan las especies vivas a lo largo del planeta: la piedra pómez, en efecto, es muy rica en nutrientes y sirve como medio de transporte marítimo para muchas plantas y otros organismos. Las balsas flotantes de piedra pómez, además, pueden constituir un serio peligro para la navegación, ya que la cenicienta piedra pómez es muy capaz de obstruir los motores de cualquier embarcación.

«La cuestión del pómez flotante lleva mucho tiempo debatiéndose en la literatura científica, pero nadie ha sido capaz de resolverla», asegura Kristen E. Fauria, de la Universidad de Berkeley, en un estudio recién publicado en Earth and Planetary Science Letters.

¿Por qué el gas queda atrapado?

A pesar de que los científicos saben bien que la piedra pómez flota a causa de las bolsas de gas que contienen sus poros, nadie ha sido capaz aún de explicar cómo ni por qué esos gases quedan atrapados dentro de esas rocas durante periodos tan prolongados. Si se empapa una esponja con la suficiente agua, ésta terminará por hundirse.pero las rocas de pómez no lo hacen.

«Antes se pensaba que la porosidad del pómez estaba, esencialmente, sellada -afirma Fauria-, algo así como una botella sin descorchar flotando en el mar. Pero los poros de la piedra pómez están abiertos y conectados, mucho más que una botella sin abrir. Si quitáramos el tapón de la botella, y está aún flotara, entonces qué pensaríamos?».

Algunas piedras pómez fueron incluso observadas en laboratorio hundiéndose al atardecer y volviendo a flotar durante el día. Para entender qué está haciendo que estas rocas se comporten así, los investigadores usaron cera para calentar pequeños fragmentos de piedra pómez en el agua.

Después, utilizando una técnica de imagen por rayos X llamada microtomografia, estudiaron las concentraciones de agua y de gas de las muestras con un detalle de micras (milésimas de milímetro), para compararlas con las de muestras similares, pero a temperatura ambiente.

Microtomografía de rayos X del interior de las piedras. Las rocas más calientes, a la derecha, guardan menos gas
Microtomografía de rayos X del interior de las piedras. Las rocas más calientes, a la derecha, guardan menos gas– UC Berkeley, Berkeley Lab

Las detalladas imágenes tridimensionales que produce esta técnica generan tal cantidad de datos que resulta difícil identificar las concentraciones con rapidez. Algo que fue resuelto por uno de los miembros del equipo, Zidane Wei, de la Universidad de Pekín, que utilizó software de análisis de datos y «Machine learning» para acelerar los resultados.

De esta forma, los investigadores se dieron cuenta de que los procesos a los que se ve sometido el gas atrapado en los poros de la piedra pómez están relacionados con la «tensión superficial», una interacción química entre la superficie del agua y el aire que actúa como una fina capa de piel, algo que permite a diferentes criaturas, como insectos o lagartos, incluso caminar sobre el agua.

«Los procesos que controlan la flotabilidad de estas rocas suceden en la escala de un cabello humano -asegura Fauria-. Muchos de los poros son realmente muy, pero muy pequeños, como pajitas unidas en un manojo. Un ambiente en el que la tensión superficial domina con claridad».

Piedras de un metro

El estudio, además, plantea más cuestiones, como por ejemplo la forma en que la piedra pómez encuentra su camino a la superficie tras la erupción de un profundo volcán submarino. Para averiguarlo, el equipo de Fauria también ha estudiado muestras de «pómez gigante», rocas que tienen más de un metro de longitud.

Una de estas rocas fue recuperada del fondo oceánico en las proximidades de un activo volcán submarino en una expedición de 2015 al norte de Nueva Zelanda, en la que participaba la investigadora.

Las erupciones submarinas no son tan fáciles de rastrear como las terrestres, y una simple balsa de pómez vista por el pasajero de un vuelo comercial puede ayudar a los científicos a identificar el lugar en el que se ha producido una erupción bajo el agua. Individualmente, y aunque las hay mucho mayores, las rocas de pómez eyectadas por un volcán submarino suelen tener el tamaño de una manzana, mucho más grandes que las lanzadas por los volcanes terrestres, cuyo tamaño medio es el de una pelota de golf.

Los científicos tratan de comprender ahora cómo se forman estas piedras pómez tan grandes. «No sabemos cómo funcionan las erupciones submarinas – dice Fauria-.Estos volcanes entran en erupción de forma totalmente diferente a lo esperado. Nuestra esperanza es que podamos usar este caso como ejemplo para entender el proceso».

 

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