Glauconita, la “oveja verde” de las micas

La glauconita es la “rarita”, el pariente díscolo de la gran familia de las micas; y ello por varias razones:

– A diferencia de sus primas, todas ellas de origenes tan profundos, no necesita ni presión ni temperatura para formarse. Nace, de hecho, en los fondos marinos, allá donde el agua se junta con los sedimentos, y no demasiado profundos.

– Nos hablaron en el colegio de las micas blancas (científicamente las dioctaedricas) y las negras (las trioctaedricas). La denominación se debe a que las primeras tienen sólo dos cationes en las posiciones octaédricas y las segundas tres, una diferencia estructural importante; el tema del color es porque las negras incorporan Fe en cantidad significativa, frente al Al de las blancas. Bueno, pues la glauconita es dioctaédrica…pero tiene color (verde). Se debe a que en lugar de Al como sus hermanas dioctaédricas, el catión trivalente, que es necesario para su estructura, es el Fe, básicamente Fe³⁺

– No puede crecer más allá de paquetes de 10-15 capas atómicas. Algo no la deja, no es externo sino su propia estructura, volveremos sobre ello. Entre los paquetes siempre aparecen capas individuales de esmectita, su mineral “madre”[1].

– Crece a partir del agua marina, pero no está en equilibrio con ella. Necesita de pequeños microreactores, como restos fecales, microbios, granos minerales, donde crear el ambiente químico particular que necesita. Termina formando pellets que heredan el tamaño y la forma de su “microreactor”. Ello permite separarla de los sedimentos mediante tamizado y un campo magnético (por su contenido en Fe).

– Es caprichosa, necesita condiciones muy particulares para formarse, un ambiente químico no oxidante, pero tampoco demasiado reductor, en torno al 0 del Eh, vaya ni mucho ni poco. Y que no le caigan demasiados sedimentos encima, porque necesita miles de años para madurar y si la tasa de sedimentación es muy alta, la aísla de su alimento, el agua marina.

– Unas condiciones tan particulares la hacen objeto de deseo de los sedimentólogos, a diferencia de sus primas profundas, estudiadas básicamente por petrologos metamórficos e igneos. Allá donde la glauconita aparece, en ese preciso momento geológico, se produjeron cambios importantes en las condiciones del deposito sedimentario.

Imagen reticular de microscopía electrónica de alta resolución que muestra la estructura típica de la glauconita a la nanoescala, en paquetes de pocas capas atómicas.

Han permitido conocer, por ejemplo, cuándo y cómo cambió el régimen de circulación de aguas en los mares del Sur, con la apertura del Estrecho de Drake y el nacimiento de la corriente circun-antártica, que es determinante del clima actual de la Tierra[2]. Recientemente, uno de los vehículos de exploración en Marte, la ha identificado en los sedimentos de un antiguo lago de un cráter volcánico, lo que ha permitido inferir sus condiciones de depósito[3], subacuaticas; eso sin margen de duda razonable, ya sólo deja espacio a negacionistas recalcitrantes.

Decía más arriba que necesitan tiempo para madurar a partir de la esmectita; existe, pues, toda una serie continua de diversas proporciones de capas de esmectita y glauconita, según su grado de maduración. Esa proporción se puede conocer por el cambio químico que lleva aparejado y por difracción de rayos X y, en definitiva, indica el tiempo que los pellets de glauconita permanecieron cerca del fondo marino, antes de ser enterrados demasiado profundos, inaccesibles al agua marina[4].

Toda serie continua apunta hacia un final. Por la tendencia química se pensó que ese final podía ser la celadonita, una mica madura, pero en ninguno de sus afloramientos se encontraba ese final, sus condiciones de formación no son muy compatibles. Además, el vector composicional de la serie apuntaba cerca, pero no exactamente a la celadonita. Recientemente, en unas rocas volcánicas entre Jaén y Granada se encontraron juntas, pero separadas a la nano-escala. O sea, cada una tiene su espacio. Hay diferencias estructurales entre ambas micas, pequeñas, pero determinantes, que hacen que una glauconita, por mucho que madure, no puede llegar a ser celadonita[5]. Esa característica estructural de la glauconita, que la hace diferente, crea tensiones que suponen un límite a su tamaño. Dicho de otra forma, su estructura vale para la nano-escala, pero tendría que cambiar para crecer, su naturaleza se lo impide, algo así como el Peter Pan de los cristales.

El lector puede encontrar más información en:

1. López-Quirós, A.; Sánchez-Navas, A.; Nieto, F.; Escutia, C. New insights into the nature of glauconite. Am. Mineral. 2020, 105, 674–686, doi:10.2138/am-2020-7341.
2. Lopez-Quiros, A.; Escutia, C.; Sanchez-Navas, A.; Nieto, F.; Garcia-Casco, A.; Martin-Algarra, A.; Evangelinos, D.; Salabarnada, A. Glaucony authigenesis, maturity and alteration in the Weddell Sea: An indicator of paleoenvironmental conditions before the onset of Antarctic glaciation. Sci. Rep. 2019, 9, 13580, doi:10.1038/s41598-019-50107-1.
3. Losa-Adams, E.; Gil-Lozano, C.; Fairén, A.G.; Bishop, J.L.; Rampe, E.B.; Gago-Duport, L. Long-lasting habitable periods in Gale crater constrained by glauconitic clays. Nat. Astron. 2021, doi:10.1038/s41550-021-01397-x.
4. Odin, G.S.; Fullagar, P.D. Geological Significance of the Glaucony Facies. In Developments in Sedimentology; 1988; Vol. 45.
5. Nieto, F.; Abad, I.; Bauluz, B.; Reolid, M. Textural and genetic relationships between glauconite and celadonite at the nanoscale: Two different structural-compositional fields. Eur. J. Mineral. 2021, 33, 503–517, doi:10.5194/ejm-33-503-2021.
6. López-Quirós, A.; Lobo, F.J.; Mendes, I.; Nieto, F. Holocene Glaucony from The Guadiana Shelf , Northern Gulf of Cadiz ( SW Iberia ): New Genetic Insights in a Sequence Stratigraphy Context. Minerals 2023, 13, 177, doi:/doi.org/10.3390/ min13020177.

La Glauconita en Esperanto

Una de las habilidades del Prof. Fernando Nieto García, autor de este artículo, es su dominio del Esperanto. El Esperanto es una lengua artíficial creada como lengua internacional, fácil y neutral que busca favorecer la comunicación entre los pueblos.  Podeís saber algo más sobre el Esperanto en este vídeo 
El Prof. Nieto ha tenido la deferencia de regalarnos este mismo artículo en Esperanto.

Glaŭkonito, la «verda ŝafo» de la glimoj.

Glaŭkonito estas la «strangulo», la kaprica parenco de la granda familio de la glimoj; kaj ĉi tio pro pluraj kialoj:

– Male al siaj kuzoj, ĉiuj el ili el tiel profundaj originoj, ĝi ne bezonas premon aŭ temperaturon por formiĝi. Ĝi naskiĝas, fakte, en la marfundo, tie kie la akvo kontaktas la sedimentojn, kaj ne tro profunde.

– Oni rakontis al ni en la lernejo pri la blankaj glimoj (science la dioktaedraj) kaj la nigraj (la trioktaedraj). La nomado estas pro tio, ke la blankaj havas nur du katjonojn en la okedraj pozicioj kaj la nigraj tri, grava struktura diferenco; la fakto de la koloro estas, ĉar la nigraj havas Fe-on en signifa kvanto, kiel diferenco kun la Al-on de la blankaj. Nu, glaŭkonito estas dioktaedra… sed ĝi estas kolora (verda). Estas ĉar, anstataŭ Al kiel ĝiaj dioktaedraj fratinoj, la trivalenta katjono kiu estas necesa por sia strukturo estas Fe, ĉefe Fe³⁺.

– Ĝi ne povas kreski plu ol pakaĵetoj de 10-15 atomaj folioj. Io, kio ne estas ekstera, sed sia propra strukturo, ne lasas ĝin; ni revenos al tio. Inter la pakaĵetoj ĉiam estas ununura folio de smektito, ĝia «patrina» mineralo[1].

– Ĝi kreskas el marakvo, sed ne estas en ekvilibro kun ĝi. Ĝi bezonas malgrandajn mikroreaktorojn, kiel fekaj restaĵoj, mikroboj, mineralaj grajnoj, kie ĝi povas krei la apartan kemian medion, kiun ĝi bezonas. Fine ĝi formas buletojn, kiuj heredas la grandecon kaj formon de sia «mikroreaktoro». Tio ebligas apartigi ĝin de la sedimentoj per kribrado kaj magneta kampo (pro ĝia Fe enhavo).

– Ĝi estas kaprica, ĝi bezonas tre apartajn kondiĉojn por formiĝi, neoksidigan kemian medion, sed ankaŭ ne tro reduktantan, ĉirkaŭ Eh = 0, nek multe nek malmulte. Kaj ne tro da sedimento povas fali sur ĝin, ĉar necesas miloj da jaroj por maturiĝi kaj se la sedimentiĝo estas tre rapida, ĝi izoliĝas de sia manĝaĵo, la marakvo.

– Tiaj apartaj kondiĉoj faras ĝin objekto de deziro por sedimentologoj, male al ĝiaj profundaj kuzoj, ĉefe studataj de metamorfaj kaj igneaj petrologoj. Kie ajn la glaŭkonito aperas, en tiu preciza geologia momento, gravaj ŝanĝoj okazis en la kondiĉoj de la sedimenta kuŝejo.

Ili ebligas scii, ekzemple, kiam kaj kiel ŝanĝiĝis la reĝimo de akvocirkulado en la Suda Maro, kun la malfermo de la Drake-markolo kaj la naskiĝo de la ĉirkaŭantarkta fluo, kiu determinas la nunan klimaton de la Tero[2]. Lastatempe, unu el la esplorveturiloj sur Marso identigis ĝin en la sedimentoj de malnova vulkana kratera lago, kio permesas konkludi ĝiajn subakvajn deponkondiĉojn[3]; ke sen racia marĝeno de dubo, lasas lokon nur por obstinaj neantoj.

Mi diris supre, ke ili bezonas tempon por maturiĝi el smektito; tiel, ekzistas tuta kontinua serio de malsamaj proporcioj de folioj de smektito kaj glaŭkonito, laŭ ilia grado de maturiĝo. Tiu proporcio povas esti konata per la implicita kemia ŝanĝo kaj per X-radiada difrakto. Ĝi finfine, indikas la tempon kiam la glaŭkonitbuletoj restis proksime de la marfundo, antaŭ esti entombigitaj tro profunde, nealireblaj al marakvo[4].

Ĉiu kontinua serio celas al fino. Pro la kemia tendenco, oni opiniis, ke ĉi tiu finaĵo povus esti celadonito, matura glimo, sed en neniu el iliaj nudrokoj oni trovis tiun ĉi finaĵon. Krome, la kemia vektoro de la serio celis proksime, sed ne ekzakte, al celadonito. Lastatempe, en kelkaj vulkanaj rokoj inter Jaén kaj Granado, ili estis trovitaj kune, sed apartigitaj je la nanoskalo. Alivorte, ambaŭ havas sian spacon. Estas strukturaj diferencoj inter la du glimoj, malgrandaj sed decidaj, kio signifas, ke glaŭkonito, kiom ajn ĝi maturiĝus, ne povas fariĝi celadonito[5]. Ĉi tiu struktura karakterizaĵo de glaŭkonito, kiu igas ĝin malsama, kreas streson, kiu limigas ĝian grandecon. Alivorte, ĝia strukturo taŭgas por la nanoskalo, sed ĝi devus ŝanĝiĝi por kreski, ĉar ĝia naturo malebligas tion, iom tiel kiel la Peter Pan de la kristaloj.