Los esquistos son un tipo de roca metamórfica que se forma cuando una roca preexistente experimenta condiciones anómalas de presión y temperatura, resultando en su transformación en una roca con una nueva estructura y composición. Cuando los minerales no se sienten cómodos por estas condiciones, buscan cambiar o transformarse en otros minerales que soporten mejor el nuevo entorno. Por este motivo, cuando se realiza el análisis de los minerales que presentan este tipo de rocas, se pueden encontrar algunas pistas sobre la evolución desde su formación. Por lo tanto, la investigación se centra en el estudio de estos esquistos, que afloran en la superficie, de la localidad de Cushamen, situada en la región oeste de la provincia de Chubut.

«El estudio de este esquisto aporta al entendimiento de procesos formadores de montañas, conocido como orogénesis, que ocurrieron en el pasado. Es importante destacar que las rocas metamórficas, como la estudiada en este trabajo, nos permiten conocer más sobre el interior de las cadenas montañosas, y en consecuencia conocer cómo se forman y evolucionan. Si bien actualmente no existe una cadena montañosa en el medio de la meseta patagónica, esta roca nos cuenta una parte de la historia evolutiva de una zona montañosa que existió durante el Paleozoico, especialmente en su etapa más tardía -Carbonífero-Pérmico-, hace casi 300 millones de años. De esta manera, podemos avanzar en la comprensión y entendimiento de la formación de la región norte de la Patagonia la cual es actualmente un tema de debate», explica Samanta Serra Varela, investigadora del CONICET en el Instituto de Investigación en Paleobiología y Geología (IIPG, CONICET-UNRN) y primera autora del trabajo.

Los esquistos investigados están compuestos por minerales que conservan en su composición química rasgos que representan distintos momentos de su formación. En particular, estas rocas presentan una mineralogía compleja, que permitió reconstruir la evolución de la roca a lo largo del tiempo expresada en cambios de presión y temperatura. Esto puede contarnos, por ejemplo, que fue enterrada a mayor profundidad -incremento en presión- o exhumada -menor presión-.

«Esta roca metamórfica es muy interesante, ya que presenta minerales que normalmente no se forman todos juntos. Esta combinación nos hizo pensar que guardaba la información de diferentes etapas que habían sucedido en estas rocas. Por lo tanto, analizando estos minerales es que llegamos a la conclusión de que la roca pasó por varias etapas de metamorfismo, lo que llamamos también como polimetamorfismo. Estudiando las relaciones de campo y los procesos metamórficos de esta roca, propusimos que el esquisto registra la historia de tres etapas metamórficas superpuestas: un primer evento previo a los 330 millones de años, otro evento en el Carbonífero medio hace 330 millones de años aproximadamente y un último evento en límite Carbonífero–Pérmico, entre los 311 y 300 millones de años. Según las condiciones calculadas para las rocas pudimos determinar que entre el Carbonífero medio y el límite Carbonífero-Pérmico las rocas fueron enterradas a mayores profundidades, estableciendo así un engrosamiento de la corteza para ese momento en la construcción de la formación de montañas», comenta la investigadora.

Procedimientos de la investigación

«Se realizaron campañas de campo en la localidad de Cushamen, donde se identificaron y describieron las diferentes rocas que se exponen en este lugar. Posteriormente, se extrajeron muestras para hacer estudios en los laboratorios. En primer lugar, se realizaron preparados llamados cortes delgados, donde se corta una lámina de roca muy delgada que puede ser observada bajo microscopio y se analizan los minerales y cómo se relacionan entre ellos. Luego, de esa misma roca, se realizó la molienda -se muele la roca hasta conseguir un polvo muy fino- para conocer la composición química mediante el uso de un equipo llamado Fluorescencia de Rayos X. Aunque hay varios en el país, nosotros usamos el de la Universidad Nacional de Jujuy. Además, con el corte delgado, es posible obtener la composición química de cada mineral utilizando un equipo llamado microsonda de electrones. En Argentina actualmente hay cuatro de estos equipos, en nuestro caso utilizamos el del laboratorio LAMARX de la Universidad Nacional de Córdoba», indica Serra Varela.

Todos estos datos permitieron evaluar la evolución de la roca, tanto en mineralogía como en la composición química de los minerales. Por lo tanto, partiendo de esta información, se aplicaron modelos termodinámicos que buscan reproducir procesos naturales, permitiendo reconstruir las condiciones de presión y temperatura de formación de los minerales. De esta manera, el esquisto estudiado aportó información sobre etapas de calentamiento y engrosamiento de la corteza superior, la cual es la capa más externa de la corteza terrestre, en la región patagónica, durante el periodo de los 350-300 millones de años.

Todos estos estudios fueron llevados a cabo por un equipo de investigación integrado por investigadores y becarios del CONICET, de la Universidad Nacional de Córdoba y de la Universidad Nacional de Río Negro.

El porqué del sitio estudiado

«Durante el transcurso de mi tesis doctoral estudié unas rocas metamórficas que se ubican en la localidad de San Martín de los Andes, en la provincia de Neuquén. Éstas presentaban una edad “incierta” y habían sido relacionadas con las rocas de Cushamen. Durante el transcurso de mi tesis doctoral, analizando estas rocas llamadas Complejo Colohuincul, se determinó que eran más antiguas que 400 millones de años. Por lo tanto, serían más antiguas que las estudiadas actualmente. Para continuar con ese estudio y establecer las diferencias entre ambas localidades es que fuimos a estudiar el Complejo Cushamen donde fue definido por primera vez», finaliza Samanta Serra Varela.