Ressenya de la tercera sessió de les Conferències Mineralògiques de Tardor 2019: Visita a l’Institut de Ciències de la Terra Jaume Almera del CSIC (Barcelona)
Joan Rosell
El passat 4 de desembre vam tenir l’oportunitat de visitar les instal·lacions de l’ICTJA-CSIC de la mà de diversos investigadors del centre, com a complement a la xerrada que el Dr. Jordi Ibáñez va fer a l’IEC dins del cicle de conferències d’aquest any.
Ens va rebre a la sala d’actes en Jordi Cortés, responsable de comunicació de l’ICTJA. Ens va comentar com organitzaríem la visita ja que érem quasi una vintena d’assistents. Els laboratoris i instal·lacions incloses a la visita van ser els següents:
- Laboratori de paleomagnetisme.
- El LabGEOTOP on hi ha l’ICP-MS (Espectrometria de masses per plasma d’acoblament inductiu, de l’anglès Inductively Coupled Plasma – Mass Spectrometry).
- El laboratori de geocronologia U-Th.
- El laboratori de difracció i de fluorescència de raigs X.
Paleomagnetisme
Per introduir-nos en el món del paleomagnetisme, la Dra. Bet Beamud ens va donar unes pinzellades del que significa l’estudi del camp magnètic terrestre associat a la datació de les roques que formen l’escorça del planeta Terra. Ens va mostrar com aquest “imant” planetari ha anat canviant la seva polaritat durant la seva història i com aquesta variació ha quedat enregistrada en determinats minerals (hematites, magnetita, goethita…).
Vam tenir l’oportunitat de visitar el laboratori on treballen i ens va explicar com funcionen alguns dels aparells que empren, com elaboren les mostres recollides en els sondatges, com eliminen magnetismes residuals i quina és la informació que n’obtenen.
Més info: https://ca.wikipedia.org/wiki/Paleomagnetisme
Espectrometria de masses per plasma d’acoblament inductiu (ICP-MS)
A continuació el Dr. Jordi Ibáñez (a qui hem d’agrair les seves gestions per a visitar l’Institut) ens va mostrar un aparell de tecnologia puntera com és l’espectròmetre de masses per plasma d’acoblament inductiu (ICP-MS), que és una tècnica d’anàlisi que permet la detecció i quantificació de la major part d’elements i els seus isòtops (metalls i alguns no-metalls) a concentracions que poden estar al voltant de la part per bilió americà (1 part entre 1.000.000.000). Es basa en l’ús d’una torxa de plasma que converteix en ions els elements presents, els quals són posteriorment separats per un camp magnètic i/o elèctric segons la seva relació de massa entre càrrega i, finalment, detectats pel col·lector de l’espectròmetre de masses.
Info: https://es.wikipedia.org/wiki/ICP-MS
També vam poder visitar el laboratori on es preparen (digereixen) les mostres sòlides per introduir-les en el ICP-MS, mitjançant àcids tant forts com el fluorhídric.
Geocronologia U-Th
El laboratori de Geocronologia U-Th ens el va presentar el subdirector del ICTJA Dr. Santiago Giralt. Vam poder veure els aparells que utilitzen amb detectors extremadament sensibles a les partícules radioactives a emeses per l’urani i el tori, i que els serveixen per a determinar l’edat de la mostra amb un marge d’error molt petit, en funció de les proporcions d’ambdós elements. Mitjançant mètodes químics es separen ambdós elements i es dipositen en els portamostres, unes oblees de plata (veure imatge).
A la natura podem trobar l’urani en forma de tres isòtops radioactius: 238U (que representa el 99,27% del total), 235U (un 0,72%) i 234U (el restant 0,005%). Els isòtops 238U i 235U són les dues famílies radioactives utilitzades en el mètode de dades conegut com a mètode de Sèries d’Urani o Urani-Tori. Amb el pas del temps, aquests isòtops pateixen un procés de desintegració i van donant una sèrie d’elements intermedis fins a finalitzar en algun isòtop estable com el plom (Pb). La vida mitja del 238U (4.510 Ma) i 235U (713 Ma) és molt elevada i, per tant, aquests isòtops no tenen utilitat en la informació del Quaternari. La vida mitja dels elements intermedis com per exemple el 230Th (75.380 anys) és molt més curta i més útil per a datar jaciments prehistòrics.
Aquests delicats estudis permeten la reconstrucció dels canvis ambientals i climàtics, les seves causes i les interaccions dinàmiques mitjançant la caracterització del registre geològic. A més de la creixent influència antropogènica en el passat recent, també és fàcilment identificable en aquest registre geològic i per tant els canvis climàtics al llarg dels eons. Aquestes reconstruccions climàtiques i ambientals també proporcionen dades que permeten establir possibles escenaris climàtics i ambientals futurs.
Més info:
https://ca.wikipedia.org/wiki/Dataci%C3%B3_urani-tori
Difracció i fluorescència de raigs X
Seguidament, i de la mà del Dr. Jordi Ibáñez i la tècnica Soledad Álvarez, vam baixar al laboratori on es troben els difractòmetres de raigs X. Allí vam poder veure com es prepara un mineral per a la DRX de pols, com es munta sobre el portamostres i com l’aparell de difracció interactua amb la mostra per anar obtenint les lectures de les reflexions del feix de raigs X en funció de la llei de Bragg (https://ca.wikipedia.org/wiki/Llei_de_Bragg), que en Jordi ja ens havia explicat a la xerrada de l’IEC.
També ens va ensenyar els portamostres “normals”, per quan hi ha prou mostra, i els de “baix fons” fets amb una oblea de silici tallada en diagonal a l’eix (100) del cristall sintètic de silici, que són els que s’empren quan tenim molt poc analit, com passa habitualment amb els microminerals que estudiem.
Però no ens podem oblidar d’un pas tant important com la mateixa preparació, com és la identificació de l’espectre de difracció o difractograma. Actualment gaudim de diverses bases de dades i software que ens permeten comparar espectres amb molta rapidesa i fer ajustos en els patrons. Aquest pas de vegades és el més complex en funció del tipus de mostra. També ens van explicar com a partir de la difracció i de diversos tractaments físics es poden determinar diferents tipus de minerals de les argiles, molt complexes d’identificar.
Per acabar la visita, ens van fer una demostració del funcionament de la “pistola” de fluorescència de raigs X. Aquesta eina és portàtil i permet fer mesures in situ. Amb aquest instrument podem identificar i quantificar diversos elements (habitualment metalls) d’una mostra en molt pocs segons. L’aparell utilitza un feix de raigs X i en recull els raigs X que cada element emet quan passa de l’estat excitat al fonamental. Així vam analitzar un anell d’or que va indicar que era autèntic, amb un 75% d’Au, i altres metalls com Cu i Ag. També es va determinar la presència d’itri en les tintes de bitllets de banc.
Més info:
https://es.wikipedia.org/wiki/Fluorescencia_de_rayos_X
http://www.ictja.csic.es/index.php/research/research-groups/cristalography-and-optical-properties
Per a finalitzar aquesta ressenya volem expressar el nostre agraïment al Dr. Jordi Ibáñez, que es va decidir a fer-nos propera aquesta institució i algunes àrees de recerca que s’hi gestionen. També volem agrair als nostres “guies” que van fer comprensible aquestes tècniques: Dra. Bet Beamud, Dr. Santiago Giralt i Soledad Álvarez. Ho fem extensiu al director de l’Institut Dr. Joan Martí i el responsable de comunicació de l’ICTJA, Dr. Jordi Cortés, per permetre’ns aquest “bany” de Ciència. Com a entitat mineralògica esperem establir noves col·laboracions amb l’ICTJA i seguir aportant, amb el seu ajut i saber, el nostre granet de sorra al coneixement científic del nostre país.
Moltes gràcies!
Fotos: Juan Mª Perez-Samper, Pep Ignacio i Joan Rosell
Infominer 
Joan, un magnific resum del que va donar de si la visita que vàrem gaudir un quants i veritablement interessats visitants de l’ICTJA, de la mà de Jordi Ibáñez, Santiago Giralt, Jordi Cortés, Bet Beamud i Soledad Álvarez. Un goig de visita que agraïm de veritat, per la generositat en els temps que ens varen dedicar i l’exhaustiu de la mateixa. Gràcies Joan, i merci de tot cor a l’equip de l’ICTJA que ens va atendre amb molt amabilitat.
M'agradaM'agrada