Desde la superficie de la tierra, las formas rocas y minerales están ocultas con talento secreto. Bajo una luz negra, los productos químicos que brillaban en colores brillantes de rosa, azul y verde brillaban. Los científicos están utilizando estas propiedades fluorescentes para comprender cómo se formaron cuevas y cómo la vida ayuda en el entorno extremo, lo que muestra cómo la luna helada de Júpiter puede vivir en lugares remotos como Europa.
Los investigadores presentarán sus resultados en la reunión de primavera de la American Chemical Society (ACS).
Resulta que la química en la cueva aérea de Dakota del Sur es probablemente similar a lugares como Europa, y es fácil de alcanzar. Esta es la razón por la cual el astrónomo Joshua Sabri, profesor de la Universidad del Norte de Iowa, eliminó cientos de pies de tierra bajo tierra para investigar minerales y vidas en estas condiciones oscuras y frías.
“En general, el propósito de este proyecto es tratar de comprender mejor la química subterránea que nos dice cómo se puede apoyar la vida”, explicó.
Cuando Seabri y sus estudiantes comenzaron a viajar por todo Estados Unidos a nuevas áreas de cuevas de viento y otras cuevas, hicieron rocas, piezas mapeadas, ríos y biología. Como descubrieron, también trajeron sus luces negras (luces UV) para ver minerales en las piedras.
Bajo la luz negra, en algunas áreas de las cuevas parecía que algunas partes de las piedras circundantes brillaban en diferentes colores. Hace millones de años, gracias a las impurezas en la tierra, la estupidez de la química, casi, fueron diferentes concentraciones y tipos de compuestos orgánicos o inorgánicos. Estas piedras brillantes a menudo indican que el agua se tomó una vez debajo de la superficie del mineral.
“Las paredes se ven completamente vacías y se ven vacías de algo interesante”, dice Sebury. “Pero luego, cuando encendimos luces negras, que era solo una simple pared marrón, se convirtió en una capa brillante de minerales fluorescentes, lo que indica que un estanque de agua era hace 10,000 o 20,000 años”.
En general, para comprender la composición química de la característica de la cueva, una muestra de roca se elimina y se lleva de vuelta al laboratorio. Pero Sebury y su equipo recolectan espectros de fluorosis, que es como una huella digital de composición química, diferentes niveles que usan sus campañas utilizando un espectrómetro portátil. De esa manera, pueden tomar información con ellos, pero dejar la cueva de regreso y mantener.
La estudiante universitaria Anna Van Dare Wade en la universidad dijo con Sebury en algunas de estas investigaciones. Utilizando la información recopilada durante este trabajo de campo, está creando un inventario de huellas dactilares de fluorescencia para ayudar a proporcionar una capa adicional de información a la cueva tradicional y pintar otra foto completa de su fecha y estructura.
Los estudiantes de pregrado adicionales han participado en este estudio. Jacqueline Hegen está buscando estas cuevas como un entorno más experto como un entorno experto. El Jordan Holway está produciendo un espectrómetro independiente para simplificar la medición y también es posible para futuras misiones extraordinarias. Y Celia Longimo está estudiando biometría para proteger a los buscadores más deseables. Los tres estudiantes también están presentando su búsqueda de ACS Spring 2025.
La ciencia en la cueva no está exenta de desafíos. Por ejemplo, a una temperatura de 48 grados Fahrenheit (9 grados Celsius) de la misteriosa cueva de Minnesota, el equipo tuvo que enterrar a la masa de espectadores en los cargadores de mano para evitar que murieran. Otras veces, para llegar a un área de interés, los científicos tuvieron que apretar un espacio de pie (30 cm) de ancho durante cientos de pies, a veces el zapato (o pantalones) se perdió en el proceso. O bien tendrán que estar profundamente en las rodillas para congelar el agua de la cueva para medir, y esperar que sus dispositivos no vayan a nadar accidentalmente.
Pero a pesar de estos obstáculos, las cuevas ya han revelado mucha información. En la cueva del viento, el equipo descubrió que el agua rica en manganeso había erigido la cueva y fabricó calvitas cebra rayadas dentro de ella, que pintaban rosa bajo la luz negra. Los calcitas alimentados con agua de manganeso aumentaron bajo tierra. Cebri cree que cuando estas piedras están dispersas, porque la cal calcita también está debilitada por la piedra, que también contiene una cueva, por lo que la calcita también funcionó para aumentar la cueva. Él dice: “Esta es una forma de crear una cueva muy diferente que antes”.
Y las condiciones únicas de la investigación han proporcionado una experiencia memorable a Wayne Deer Wood. “Fue realmente agradable ver cómo puedes aplicar la ciencia en el campo y averiguar cómo trabajas en estos entornos”.
En el futuro, Caby espera confirmar aún más la precisión de las técnicas de fluorescencia al comparar técnicas tradicionales y destructivas. También quiere investigar el agua de la cueva, que también fluye para comprender cómo la vida ha afectado la vida a nivel de la tierra y, al contactar sus raíces psicológicas, comprender cómo nuestro sistema apoya la vida en el sistema solar remoto.
La investigación fue proporcionada por la NASA e Iowa Space Grant Consortium.
