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Investigación / 26/05/2017

Un espacio para analizar el campo magnético de la Tierra


El Laboratorio de Magnet​ismo Ambiental y Paleomagnetismo Aplicado de la Universidad EAFIT, permite identificar el origen, el movimiento y las deformaciones de las rocas para determinar, entre otras cosas, el lugar geográfico donde se formaron millones de años atrás. Los resultados obtenidos en este espacio, podrían ser utilizados para generar modelos geológicos que contribuyan en actividades como la minería. 

Fuera de una oficina y, en lo posible, rodeada de naturaleza. Así visualizaba su futuro laboral Leidy Johana Ortiz Gómez, incluso, antes de decidir qué pregrado realizar. Por eso, cuando al terminar el colegio recibió la beca Andi,  llegó a la Universidad EAFIT con el interés de encontrar un programa académico que le diera las bases para trabajar en el entorno que había soñado. Así,​ luego de una conversación con el docente Michel Hermelín, tomó una decisión: estudiar Geología. 

Leidy se graduó en el 2014 y, desde entonces, se ha interesado por la geología regional, un primer paso para llegar al  paleomagnetismo, técnica que le ha despertado curiosidad por obtener datos que otras ramas de la geología no proporcionan.  Tanto así, que se vinculó al  laboratorio de  Magnetismo Ambiental y Paleomagnetismo Aplicado de la Universidad EAFIT.​

“Lo que hice fue encontrar protocolos y estándares para saber cómo usar los equipos. Esto teniendo en cuenta que el laboratorio nunca se había utilizado para desarrollar proyectos e, incluso, algunos equipos nadie sabía cómo funcionaban”, explica Leidy. 

Pero, para entender la funcionalidad del laboratorio y de sus equipos, es importante responder dos preguntas:


¿Qué es el paleomagnetismo? 

El estudio de la tierra tiene implícito un componente mágico: sorprende, por ejemplo, imaginar no solo que los continentes hayan tenido una posición diferente a la que se muestra  en los mapas actuales, sino, también, que el clima que se experimenta en la ciudad de Medellín, por ejemplo, haya variado a lo largo del tiempo. Sin embargo, resulta –aún más asombroso- poder reconstruir estas y otras condiciones de la Tierra –como planeta– a través de una roca. 

Esta aproximación ha sido posible a partir del paleomagnetismo, una rama de la geología que estudia el campo magnético terrestre registrado en las rocas. 

Y es que según indica Leidy Ortiz, así como la Tierra tiene un campo gravitacional también tiene uno magnético. “Este lo podemos percibir cuando usamos una brújula y  su aguja se alinea apuntando hacia el norte geográfico, permitiéndonos  orientarnos. En la actualidad, el campo magnético terrestre interviene en las telecomunicaciones y cumple un rol fundamental en el planeta, protegiéndonos de las radiaciones electromagnéticas provenientes del sol”, explica. 


¿Cómo funciona el campo magnético terrestre?

“Imaginemos el campo producido por un imán gigante localizado en el centro de la tierra con su eje cerca al de rotación terrestre. Estudios han demostrado que dicho campo presenta pequeñas variaciones en cortos periodos de tiempo, pero, también, presenta cambios mayores, por ejemplo, en su polaridad. Aunque aún hay muchas incógnitas sobre el funcionamiento y origen del campo magnético terrestre, sabemos que está directamente relacionado con el núcleo terrestre parcialmente líquido, compuesto de Hierro (Fe) y Niquel (Ni).”, afirma Leidy.

Sin embargo, el campo magnético no es igual en todos los puntos de la Tierra, teniendo en cuenta que varía en intensidad y dirección (inclinación y declinación), características que dependen básicamente de las líneas del campo magnético que, como se puede ver en la  figura, cambian. Algo asombroso de este campo, es que queda registrado en algunos minerales –como magnetita y hematita-, los cuales tienen propiedades ferromagnéticas. 

Así, entonces, las rocas que contienen dichos minerales guardan la dirección e intensidad del campo magnético presente en su formación, a este magnetismo se le denomina primario o característico. Y es precisamente develar las características de ese magnetismo primario, la función del Laboratorio de Paleomagnetismo de la Universidad EAFIT, un espacio pensado para aquellos interesados en identificar el lugar geográfico donde la roca estudiada fue formada millones de años atrás y, así, reconstruir el movimiento de los continentes. Sí, este es un espacio pensado para facilitar las labores geológicas


​Un laboratorio único en Colombia

Con los datos que se encuentran en el laboratroio se puede identificar cuáles eran las condiciones del campo magnetico bajo las cuales se formaron la rocas. Según José Fernando Duque Trujillo, docente del Departamento de Ciencias de la Tierra de EAFIT, lo anterior permite dos cosas:

La primera, es determinar la edad de una secuencia de rocas mediante la definición de los eventos de inversión del campo magnético que se encuentran registrados en en la misma, esta técnica se llama magnetoestratigrafía. Además, permite a través del paleomagnetismo, identificar en qué parte de la Tierra se encontraba ubicada la roca en el momento de su formación. 

"Hay que tener en cuenta que el campo magnético es único para cada punto de la Tierra, así que al conocer cómo era el campo para una roca en el momento en que se formó permite saber, también, en qué posición estaba. Por ejemplo, se ha encontrado que muchas de las rocas que actualmente están en Colombia se formaron donde hoy se encuentra Perú y viajaron hasta su posición actual, por el movimiento de las placas tectónicas", explica. 

Así, entonces, el paleomagnetismo puede ser utilizado para generar modelos geológicos que permitan encontrar petroleo o desarrollar actividades como la minería. 

​"EAFIT tiene la ventaja de ser la única institución que cuenta con un laboratorio de este tipo, lo que resalta no solo los niveles de investigación de la Universidad sino, también, los espacios que se le brindan a los estudiantes para que hagan parte de ello", finaliza José Fernando.​

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Información especializada

Estudio de aplicación​​​

Si bien en el laboratorio se han desarrollado estudios para la caracterización petrográfica, el análisis de fábricas y de magnetismo ambiental, las investigaciones de paleomagnetismo han sido nulas. Así, con el objetivo de potenciar el laboratorio y corroborar la consistencia y precisión de los datos, se desarrolló un trabajo con 72 especímenes recolectados a lo largo  del Cerro Corcovado, en el municipio de Titiribí, que corresponden a pórfidos de composición andesítica, con bloques orientados en campo y extraídos en el laboratorio con una perforadora portátil.

Estas muestras fueron expuestas a desmagnetización progresiva por campos alternos. Así, entonces, se observó que la remanencia magnética natural identificada es de alta intensidad, con valores entre 20 y 200 A/m. 

El Magnetismo Remanente Característico (ChRM) fue removido con inducción entre 30mT y 100mT, la mayoría de las muestras exhiben patrones de magnetización relativamente estables y simples; y el ajuste de la línea, que pasa por el origen, tiene valores de MAD (Desviación angular media) menores a 10. 

Estos datos fueron usados para determinar la dirección media de cada sitio y, en este senido, el equipo del laboratorio logró asumir que los valores obtenidos son aceptables de acuerdo a los parámetros de precisión de estadística de Fisher (α95 <10° y K > 30) (Tabla 1). De esta forma, los equipos están en buenas condiciones y proporcionan datos coherentes. 

Sitio N/n k MAD Dg Ig K α95
EP-0112/108,46E-075,3310,71,695,545.3
EP-027/75,14E-045,7121.7-11.2114,085,7
EP-039/68,56E-045,6335.39.2144.675.6
EP-058/82,56E-035,7169,513,196,395,7
EP-068/71,96E-0374.0-24.475.147
EP-0711/101,55E-025,8332,32,670,735,8
EP-098/61,48E-0313,3158,48,526,2913,3
EP-109/84,99E-026,9336.1-17,265,786,9


Tabla 1. Datos Paleomagnéticos y parámetros estadísticos para cada uno de los sitios.

N Número total de especímenes, n Especímenes usados para el cálculo de la media, k Susceptibilidad, MAD Desviación angular media, Dg = Declinación in situ, Ig = Inclinación in situ, K = Parámetro de precisión de Fisher, α95 = Intervalo de confianza.

Los valores son considerados válidos con base en la estadística de Fisher cuando K > 15, α95 < 15 y MAD < 15, lo cual se cumple para la mayoría de las presentes muestras.​

Última modificación: 13/08/2018 21:43

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