Núclidos Cosmogénicos

Esta línea de investigación utiliza núclidos terrestres producidos por rayos cósmicos (= cosmogénicos) para investigar las escalas de tiempo y velocidades de los procesos de la superficie terrestre para comprender las condiciones climáticas y ambientales del pasado que tienen una gran repercusión en las migraciones y los asentamientos de los homínidos.

Los núclidos cosmogénicos son el producto de reacciones nucleares entre los rayos cósmicos y elementos de la atmósfera y la litosfera terrestre. Su producción depende de la intensidad del campo geomagnético, de los tiempos de exposición y de las tasas de erosión.

Las medidas de las concentraciones de núclidos cosmogénicos nos permiten determinar las edades de exposición de la superficie a escalas de tiempo de ~1000 años a varios millones de años. También se pueden estudiar tasas de erosión de tan solo ~0,1 mm/ka hasta 10.000 mm/ka. Además, las mediciones de múltiples núclidos cosmogénicos nos permiten calcular edades de enterramientos de sedimentos de 300.000 años a 5 millones de años.

Entre los diversos núclidos cosmogénicos, 10Be y 26Al producidos in situ en el cuarzo son los que se usan con mayor frecuencia, dado que el cuarzo es un material ubicuo y químicamente resistente, además su estructura cristalina sencilla permite que las tasas de producción de nucleidos están bien acotadas. Otros tipos de núclidos son 36Cl en litología rica en K-Ca (p. ej., calcita/caliza, plagioclasa/basalto) y 53Mn en litología rica en Fe (p. ej., hematita/formación de hierro bandeado).

10Be también se produce en la atmósfera y cae por medio de la precipitación, donde se fija a las partículas del suelo en la superficie. El 10Be «meteorítico» (10BeM) resulta útil para la evaluación de la erosión del suelo (con el mismo enfoque que 210Pb, 137Cs, 239+240Pu), la cronoestratigrafía para núcleos marinos/lacustres (como el paleomagnetismo), así como la datación directa de sedimentos a escalas de tiempo de hasta ~14 Ma (con el mismo concepto que la datación por radiocarbono).    

El método se utiliza ampliamente en el campo de las ciencias terrestres hasta la fecha, incluidos glaciales, flujo de lava, escarpe de falla, dinámica de fuentes-sumideros de cuencas, deposición de sedimentos en cuevas, terrazas fluviales/marinas y dunas eólicas.

Actualmente se están llevando a cabo los siguientes proyectos (colaborador, afiliación):

- Dinámica de la plataforma de hielo en la Antártida occidental (doctorando, M. Jeromson, Univ. de Canberra, Australia)

- Formación del permafrost en la montaña transantártica (doctorando J. Anderson, Univ. de Otago, Nueva Zelanda)

- Impacto de la minería en la denudación de la cuenta en Pilbara (doctorando A. Flatley, Univ. de Melbourne, Australia)

- Rastreo de sedimentos de deslizamientos en Nueva Zelanda (doctorando C. Wilkinson, Univ. de Christchurch, Nueva Zelanda)

- Evolución de taludes en el SE de Queensland (Australia) (doctorando N. Patton, Univ. de Queensland, Australia)

- Comportamiento del hielo terrestre en la Antártida oriental (doctorando M. Blaxell, Univ. de Canberra, Australia)

- Evolución del paisaje orogénico situado entre placas en el sur de Francia (doctorando O. Malcles, Univ. de Montpellier, Francia)

- Reconstrucción de paleoprecipitaciones en Asia Central (Dr. K. Fitzsimmons, Max Planck, Alemania)

- Formaciones de cataratas en el norte de Australia (Dr. J-H. May, Univ. de Melbourne, Australia)

- Aplicación de la tectónica en el sistema fluvial de Australia central (Dr. J. Jansen, Academia Checa de Ciencias, República Checa)

- Historia fluvial del río Ord en el norte de Australia (Dr. M. Smith, Geosci. Australia)

- Formación de la plataforma costera en el SE de Australia (Dr. D. Kennedy, Univ. de Melbourne, Australia)

- Erosión eólica en campos de yardang, sur de Argentina (Dr. J. May, Univ. de Melbourne, Australia)

- Interacción neotectónica-fluvial en los Montes Flinders, Australia (Dr. J. May, Univ. de Melbourne, Australia)

- Historia de la cuenca del Cenozoico tardío del Duero y Ebro, norte de España (Dr. A. Benito, Dr. D. Moreno, CENIEH)

- Historia de la incisión en el Cañón del río Lobos, norte de España (Dr. M. Bartolomé, Museo de Historia Natural de Madrid, España)

- Historia de la deglaciación en los Pirineos centrales (doctorando I. Vidaller, Instituto Pirenaico de Ecología, España)

- Historia glacial del Sistema Central (Dr. T. Karambaglidis, CENIEH)

Los siguientes proyectos se encuentran en fase de diseño y ofrecen oportunidades para doctores/postdoc:

- Paleoentornos en el lago Tanganica, África oriental (Dr. M. Sier, Dr. J. Parés, CENIEH, D. Fink, ANSTO, AUS)

- Sedimentología y cronología del karst - Atapuerca y Ojo Guareña (Dr. J. Parés, Dr. M. Duval, Dr. A. Ortega)

- Evolución humana temprana en Argelia y Gona (Dr. S. Semaw, Dr. M. Sahnouni, CENIEH)

- Paleoecología y asentamiento humano en el Mediterráneo occidental (Dr. J. Parés, Dr. M. Duval, CENIEH, IPHES, España)

Puede ponerse en contacto con el Dr. Toshiyuki Fujioka (toshiyuki.fujioka@cenieh.es) para colaboraciones y consultas.