El mineral dolomita, que se compone de capas estructuradas de carbonato de calcio y magnesio, desempeña un papel crucial en la creación de hitos geológicos conocidos como las montañas Dolomitas en Italia, la escarpa del Niágara en América del Norte y los acantilados blancos de Dover en el Reino Unido. Los científicos han estado preguntando cómo se forma la dolomita durante muchos años. Finalmente lo han conseguido descubrir.
En este artículo vamos a darte todos los detalles sobre cómo se forma la dolomita y cuáles son los estudios que han llevado al descubrimiento de dicha formación.
Características principales
La dolomita es un mineral que pertenece al grupo de los carbonatos, y su composición química básica consiste en carbonato de calcio y magnesio (CaMg(CO3)2). Esta piedra, que a menudo se encuentra en la naturaleza en forma de rocas sedimentarias, se distingue por varias características notables.
En primer lugar, la dolomita exhibe una dureza que varía entre 3,5 y 4 en la escala de Mohs, lo que la sitúa en una posición intermedia en términos de resistencia a la abrasión. Su apariencia puede variar desde incolora hasta blanca, pasando por tonos grises, rosados, verdes o marrones, lo que le confiere una diversidad de colores que la hace apreciada en aplicaciones ornamentales y de construcción.
Una característica distintiva de la dolomita es su capacidad para reaccionar con ácidos débiles, como el ácido cítrico o el ácido clorhídrico diluido, liberando dióxido de carbono en el proceso. Esta propiedad, conocida como efervescencia, es una forma práctica de identificar la presencia de dolomita en una muestra.
La dolomita es reconocida por su asociación geológica con rocas sedimentarias, especialmente en formaciones ricas en calcio y magnesio. Su formación ocurre en ambientes marinos, lacustres y diagenéticos, a menudo como resultado de la alteración química de minerales de carbonato de calcio preexistentes.
Cómo se forma la dolomita
Durante los últimos dos siglos, los científicos han estado perplejos por la presencia generalizada de esta sustancia en numerosos lugares, a pesar de su virtual ausencia en formaciones recientes y la incapacidad de replicarla en un laboratorio controlado. Sin embargo, se vislumbra un gran avance en el horizonte.
El «problema de la dolomita» surge de la desconcertante contradicción entre la abundante presencia de dolomita en depósitos antiguos y su incapacidad para formarse en los entornos actuales, tanto en entornos naturales como en condiciones controladas de laboratorio.
La creencia original en torno a la formación de la dolomita era que se producía como resultado de la evaporación del agua salada, que producía una solución concentrada que contenía carbonato de calcio y magnesio. Sin embargo, esta hipótesis fue refutada cuando los intentos de recrear este proceso en un laboratorio fracasaron.
Nueva hipótesis sobre cómo se forma la dolomita
Científicos de la Universidad de Michigan y la Universidad de Hokkaido han propuesto una nueva teoría para desentrañar el misterio de la formación de montañas utilizando dolomita. Según esta teoría, la clave está en la disolución periódica de la dolomita.
A pesar de los numerosos intentos de los científicos desde su identificación inicial en 1791 por Déodat de Dolomieu, este mineral ha eludido el cultivo exitoso en entornos de laboratorio que imiten sus supuestas condiciones de formación natural.
En el proceso de formación de minerales en el agua, los átomos suelen organizarse de manera sistemática a lo largo del límite en expansión del cristal. En el caso de la dolomita, este límite se compone de hileras alternas de calcio y magnesio. Sin embargo, hay casos en los que estas filas no se alinean de manera organizada, lo que genera imperfecciones dentro de la estructura cristalina. Estas imperfecciones impiden el crecimiento de la dolomita al obstruir la formación de capas posteriores.
En el caso de que el entorno en el que se crea este mineral en particular sufra cambios de temperatura o salinidad, como los que ocurren en zonas costeras o lagunas, el proceso de ordenamiento se agiliza enormemente. Estas fluctuaciones juegan un papel crucial en la alineación de las filas de calcio y magnesio en la periferia del cristal de dolomita.
La razón de esto es que estas variaciones modifican la capacidad del agua para disolver iones de calcio y magnesio. Cuando la solubilidad de un ion aumenta, se vuelve más soluble en agua, mientras que cuando disminuye, tiene mayor tendencia a precipitar en el vidrio.
El desarrollo acelerado de las capas de dolomita se ve facilitado por lavados frecuentes. El agua, como la lluvia o los ciclos de mareas, arrastra los iones de calcio y magnesio que han sido desplazados dentro de la estructura cristalina.
Con el paso de los años, la limpieza repetida de estas imperfecciones da como resultado la creación de una capa de dolomita que, a lo largo del tiempo geológico, contribuye a la formación de montañas. Actualmente, la formación de dolomita se produce en un número limitado de zonas que experimentan inundaciones intermitentes seguidas de desecación. Esto se alinea con la hipótesis de que las fluctuaciones de temperatura o salinidad son esenciales para el desarrollo de la dolomita.
Experimento en un entorno de laboratorio controlado
Para validar la hipótesis, los científicos cultivaron con éxito dolomita en un entorno de laboratorio controlado. Al introducir un pequeño cristal de dolomita como catalizador para la formación de cristales adicionales, lo sumergieron en una solución de calcio y magnesio. Empleando un haz de electrones, simularon condiciones cíclicas sometiendo el cristal a aproximadamente 4.000 impactos durante un período de dos horas.
Al utilizar una viga, la solución se divide, lo que da como resultado la creación de un ácido que elimina los puntos frágiles y protege los más resistentes. Las vacantes dentro de la estructura cristalina son rápidamente ocupadas por átomos de magnesio y calcio, que precipitan de la solución y se organizan en las filas esenciales de átomos necesarios para la formación de dolomita.
En el cristal de dolomita se produjo un notable aumento de unos 100 nanómetros, aproximadamente 250.000 veces más pequeño que el tamaño de una moneda. Hasta ahora, en el entorno del laboratorio solo se había logrado alcanzar un máximo de cinco capas de dolomita, lo que hace que la realización de aproximadamente 300 capas sea realmente extraordinaria.
La realización de aproximadamente 300 capas de dolomita en entornos de laboratorio supera con creces la limitación anterior de sólo cinco capas. Esta propuesta de solución al rompecabezas no sólo proporciona una nueva perspectiva, sino que también presenta un método innovador para la ingeniería y la fabricación de sustancias cristalinas. Estas sustancias tienen una gran utilidad en campos contemporáneos como los semiconductores, paneles solares, baterías y otros dominios tecnológicos.
Espero que con esta información puedan conocer más sobre cómo se forma la dolomita y sus características.