Después de dos siglos de intentos infructuosos, la incógnita sobre la formación de la dolomita ya no es un misterio gracias a una teoría revolucionaria que permite su reproducción en laboratorios, resolviendo así uno de los grandes interrogantes de la geología.
La dolomita, compuesta por capas ordenadas de carbonato de calcio y magnesio, constituye el mineral responsable de formaciones geológicas emblemáticas como las montañas Dolomitas en Italia, la escarpa del Niágara en América del Norte y los acantilados blancos de Dover en el Reino Unido. La abundancia de este mineral en diversos lugares ha desconcertado a los científicos durante dos siglos, ya que su presencia es casi inexistente en formaciones recientes y no se ha logrado reproducir en laboratorio. Sin embargo, este panorama está a punto de cambiar.
La aparente contradicción entre los extensos depósitos antiguos de dolomita en la naturaleza y su incapacidad para desarrollarse en entornos contemporáneos, ya sean naturales o de laboratorio, ha dado lugar a lo que se denomina el “problema de la dolomita”.
Inicialmente, se pensaba que la dolomita se formaba mediante la evaporación del agua salada, generando una solución concentrada de carbonato de calcio y magnesio. No obstante, esta teoría fracasaba al intentar replicar este proceso en condiciones de laboratorio.
Nueva teoría
Ahora, un equipo de científicos de la Universidad de Michigan y la Universidad de Hokkaido ha presentado una nueva teoría que podría resolver este enigma: para que se forme dolomita y dé lugar a la creación de montañas, debe disolverse periódicamente.
Desde su descubrimiento en 1791 por el francés Déodat de Dolomieu, los científicos no han logrado cultivar este mineral en laboratorio bajo las condiciones que se cree que lo originaron de manera natural.
Cuando los minerales se forman en el agua, los átomos suelen depositarse ordenadamente en el borde de crecimiento del cristal. En el caso de la dolomita, este borde consiste en filas alternas de calcio y magnesio. Sin embargo, estas filas no siempre se adhieren de manera ordenada, lo que genera defectos en la estructura cristalina. Estos defectos obstaculizan la formación de capas adicionales de dolomita, ralentizando su crecimiento.
No obstante, si el entorno donde se forma este mineral experimenta fluctuaciones de temperatura o salinidad, como podría ocurrir en una playa o una laguna, el proceso de ordenación se acelera significativamente. Estas variaciones pueden ayudar a alinear las filas de calcio y magnesio en el borde del cristal de dolomita. Esto se debe a que estas fluctuaciones afectan la solubilidad de los iones de calcio y magnesio en el agua. Cuando la solubilidad de un ion aumenta, se disuelve más fácilmente en el agua, y cuando disminuye, se deposita más fácilmente en el cristal.
El lavado repetido contribuye a la formación más rápida de capas de dolomita. El agua arrastra los iones de calcio y magnesio mal ubicados en la estructura del cristal, por ejemplo, a través de la lluvia o los ciclos de mareas.
El lavado repetido de estos defectos permite que se forme una capa de dolomita en cuestión de años y, a lo largo del tiempo geológico, pueden acumularse montañas. Las áreas donde se forma dolomita en la actualidad se inundan de manera intermitente y luego se secan, lo que concuerda con la teoría de que las fluctuaciones de temperatura o salinidad son esenciales para la formación de la dolomita.
Prueba en el laboratorio
Para confirmar la teoría, los investigadores demostraron que era posible lograr el crecimiento de la dolomita en un laboratorio. Colocaron un pequeño cristal de dolomita, actuando como semilla para un mayor crecimiento cristalino, en una solución de calcio y magnesio, recreando condiciones cíclicas mediante un haz de electrones que impactó el cristal unas 4.000 veces durante dos horas.
Este haz divide la solución, generando un ácido que elimina los puntos inestables y conserva los estables. Las vacantes en la estructura cristalina se rellenan rápidamente con átomos de magnesio y calcio que precipitan de la solución, formando las filas de átomos necesarios para la dolomita.
Aunque solo se lograron alrededor de 300 capas de dolomita, esto supera ampliamente el límite de cinco capas previamente alcanzado en entornos de laboratorio.
Se observó un crecimiento de aproximadamente 100 nanómetros en el cristal de dolomita, unas 250.000 veces más pequeño que el diámetro de una moneda. Aunque solo se lograron alrededor de 300 capas de dolomita, esto supera ampliamente el límite de cinco capas previamente alcanzado en entornos de laboratorio.
Esta posible solución al enigma de las Dolomitas no solo proporciona una nueva perspectiva, sino también un enfoque innovador para la ingeniería y la producción de materiales cristalinos, con amplias aplicaciones en tecnologías modernas como semiconductores, paneles solares, baterías y otras áreas tecnológicas.
