Xeo xogando con pedras

2003/05/01 Nuñez-Betelu, Koldo | Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Geologia

Os científicos sabían desde hai tempo que estas formacións non eran una compensación do traballo dos trasgos ou extraterrestres; a explicación, por suposto, é moito máis terrestre e teñen moito que ver o clima e o tipo de chan. Tratouse de atopar una explicación paira cada una das formacións e agora algúns científicos presentaron un modelo completo que aglutina a todos os axentes. O estudo foi realizado polos geólogos estadounidenses Mark Kessler e Brad Werner e os resultados foron publicados na revista Science.

Estes geólogos centráronse nas formacións rochosas que aparecen en Alaska, algunhas illas norueguesas e zonas alpinas. Consideran que na orixe de todas as formacións mandan dúas forzas principais, dependendo de cal sexa a máis forte das dúas, as pedras organizaranse dunha ou outra maneira. Ademais, existen outros axentes a ter en conta, bastando con que nun deles prodúzase un pequeno cambio paira pasar dunha configuración a outra.

Con todas estas variables, elaborouse un modelo numérico no que os resultados obtidos por computador correspóndense coas formacións que aparecen na natureza. Por iso, os investigadores explicaron matematicamente as liñas de formación de rocas. Parece que o modelo explicou o que se coñecía anteriormente, é dicir, que o principal mecanismo constitúeno os cíclicos dos procesos de conxelación e descongelación, o que provoca movementos no chan capaces de mover as pedras.

Roda de bruxas creada polo xeo

Estas curiosas formacións de pedra xorden da división e disposición do chan e das pedras de gran fino en chans de entre un decímetro e un metro de profundidade. En principio, nestes chans as pedras e os grans finos están mesturados, con auga intermedia. Cando se forman cristais de xeo, a auga líquida flota e expande a capa superior. Ademais, o aumento de volume na conxelación da auga tamén contribúe a esta expansión. En consecuencia, desestabiliza a interfaz entre pedras e chan.

Ademais, no chan as pedras grandes atópanse na parte superior, mentres que os gránulos máis pequenos nas capas inferiores, debido a que os grans finos van desde o oco das pedras cara abaixo. Con todo, os procesos de conxelación e descongelación que se producen entre estas capas alteran esta estrutura. De feito, ao conxelar o chan, a isoterma baixa de arriba abaixo e as pedras superiores conxélanse máis rápido que o chan de gran fino, xa que as pedras son secas. Ao mesmo tempo, o chan perde auga, sécase e compáctase. En zonas empinadas, este proceso obriga a desprazar pedras e grans finos.

Ao fundir o xeo, o chan compactado reabsorbe auga e expándese. Pero como se expande verticalmente, non iguala o desprazamento lateral antes ocorrido. Como consecuencia de todo iso, as pedras desprázanse cara arriba e cara á zona de alta concentración de rocas, mentres que o chan desprázase cara abaixo e cara a unha concentración elevada de chan. Este proceso foi denominado como clasificación lateral, polo que tras os sucesivos ciclos de conxelación e fusión quedan separadas as pedras e o chan.

O segundo mecanismo principal é a aliñación das pedras. Os movementos que se producen durante a conxelación e o desxeo provocan a elevación das zonas rochosas, mentres que o chan queda máis profundo.

Ademais, as rocas quedan limitadas lateralmente. Polo diferencial de subida, as pedras desprázanse das zonas de maior espesor ás pequenas, alargándoas nun eixo. Ao final quedan aliñados.

En función de cal destes dous mecanismos sexa o máis potente, xéranse diferentes tipos de formacións. Con todo, hai que ter en conta outros axentes. As máis importantes son a pendente e a concentración de rocas no chan, bastando con que se produza una pequena modificación nalgún dos seus axentes paira pasar dunha disposición a outra.

Dunha constitución a outra

No modelo realizado por computador, todos os axentes foron cuantificados e poden ver que pasa cambiando o valor das variables. Isto permite visualizar a influencia de cada variable na creación de círculos, labirintos, illas, liñas ou polígonos, así como os cambios necesarios paira pasar dunha formación a outra.

Por exemplo, se se dispón dunha formación de círculos, basta con dar un valor cero á forza que actúa lateralmente e reducir a concentración de pedras (a 1.000 pedras/m 2, por exemplo) paira explicar un labirinto. Se a concentración de rocas é aínda menor, obtéñense 700 pedras/m 2 ou illas de pedra. Pola contra, se a concentración de pedras é de 100 pedras/m 2, a medida que aumenta a pendente, as illas de pedra pasan ás liñas que descenden en pendente.

Por outra banda, se a forza que actúa lateralmente ou a que obriga a aliñar as pedras é grande, as pedras pasan de estar dispostas en forma de illa a formar polígonos.

Este tránsito tamén pode aparecer fisicamente. Por unha banda, o chan debe ser menos compacto e por outro, as pedras deben ser grandes. Debido a que entre as grandes pedras quedan espazos abertos de aire frío, as rocas que as forman conxélanse rapidamente. Ao non ser un chan excesivamente compacto, o mecanismo de clasificación lateral é relativamente débil, o que xera inestabilidade na profundidade das zonas rochosas. A conxelación rápida, con todo, aumenta o movemento lateral, aperta as zonas rochosas e obriga a estiralas. Por iso, en lugar de aparecer as illas, créanse polígonos.

Polígonos, formacións máis complexas

A dinámica máis complexa é a que xera polígonos. Débense precisamente á interacción dos dous mecanismos principais. Grazas ao modelo de computador, demostraron por que e como se explica una das características destas redes que se forman unindo polígonos. De feito, nas zonas de encontro de polígonos aparecen puntos de corte de tres lados e un mesmo ángulo, tanto no computador como na natureza.

Segundo os geólogos, cando as pedras ordénanse formando o ángulo de corte máis pequeno, na parte do chan delimitada por estas pedras é máis débil o movemento que as empuxa a apertar. Por iso, as pedras tenden a organizar o ángulo de corte máis pequeno como se xera. Os cortes de catro ou cinco lados son inestables e pasan a formar os de tres lados. Similar tendencia obsérvase nas pompas de xabón e espumas de fluídos magnéticos.

En definitiva, os geólogos comprobaron que os fenómenos que ocorren na natureza coinciden cos que aparecen no computador. Por tanto, desde o punto de vista das formacións de pedra, considérase que se poden adiviñar pistas sobre a importancia que tivo cada axente na súa formación, así como sobre as características do chan. Por iso, ademais de servir paira dar una explicación completa, este modelo pode servir paira coñecer as propiedades do chan.

Influencia xeolóxica do frío nas nosas latitudes O presentado no artigo é una explicación dun traballo de investigación realizado en latitudes altas, pero estes resultados poden estenderse tamén a outras latitudes se as condicións son adecuadas. De feito, o clima frío, o chan húmido que se conxela e descongela cíclicamente, e os guijarros son os únicos elementos necesarios paira xerar as citadas formacións xeométricas. Por iso, nalgunhas zonas illadas dos Pireneos, Sierra Nevada e dos montes da Península Ibérica pódense ver tamén algunhas destas formacións. Con todo, non son especialmente espectaculares, xa que o xeo, tanto nos Pireneos como no resto dos montes de Euskal Herria, ten o seu maior influencia na erosión das zonas rochosas. En consecuencia, nas zonas de acumulación de neve e xeo formáronse as morrenas, mentres que no resto das zonas concéntranse as grandes gravas que se acumulan nos pés dos cantiis. Os polígonos, aneis e outros en rexións de alta altitude, como as de Gavarnie e o Monte Perdido, pódense ver en Aneto e no Pirineo, xeralmente pouco desenvolvidos. Outra cousa é a cuestión das glaciaciones cuaternarias, xa que son entón as formacións geomorfológicas que se observan nos nosos montes. Os máis espectaculares son os paleomorríes, xa que a maioría dos demais foron ocultados por chans posteriormente acumulados ou, na maioría dos casos, foron erosionados hai tempo. Aínda se poden ver os paleomorrenos nos Pireneos, a zona de Aralar, Anboto, etc. As nosas latitudes son testemuñas silenciosas das latitudes altas actuais.

Sen pedras

Alí onde non hai pedras tamén se forman polígonos e outras formacións xeolóxicas. Por exemplo, nos chans de arxila créanse bos polígonos, máis grandes que os de pedras. Con todo, hai una diferenza: o centro non está sempre levantado, senón cara a dentro, polo que pode aparecer auga.

En todos eles, a unha profundidade de 30 a 50 cm da superficie, atópase o permafrost, chan xeado.

Polígonos de tundra na illa de Ellesmere, no Arquipélago Ártico canadense. Aínda que apenas ven, nel hai bueyes con mexillóns. Os polígonos teñen un diámetro de 4-6 metros. (Foto: C. Nuñez Betelu).Son similares ás anteriores pero dentro do polígono existen pequenos polígonos pouco desenvolvidos. (Foto: C. Nuñez Betelu).Estas formacións atópanse en May Pont, na illa de Axel Heiberg, no Arquipélago Ártico canadense. Os polígonos teñen os seus límites baixados, polo que o polígono aparece máis arriba. (Foto: C. Nuñez Betelu).Cando hai pendente, no chan arcilloso fórmanse bólas de 30 a 50 cm de diámetro, xa que o chan deslízase por encima do permafrost. Estas bólas son da illa de Ellesmere. (Foto: C. Nuñez Betelu).