Seminario Dpto Mineralogía y Petrología, 9 de junio de 2015, 12.00 horas

Abstract. Characterization of subduction interface dynamics is crucial to understand lithospheric-scale coupling between plates and to better assess seismic hazard. A wealth of field observations constrains mechanical processes occurring along the seismogenic zone at depths where megathrust earthquakes occur (5-30km). However, mechanical processes related to slow slip phenomena or intermediate depth seismicity, which take place deeper (>35 km) along the plate interface, are still poorly known due to the scarcity of well-preserved fault planes and shear zones within exhumed fragments detached beyond such depths. Such large-scale, fossil shear zones may preserve the record of deep-seated deformation processes and hence shed light on interplate mechanical coupling and past seismic activity. We herein review some of the recent findings from the Alpine belt (from Corsica to southern Switzerland) attesting of high-pressure brittle deformation and ancient fluid pathways in the ductile regime in a fossilized subduction channel.

Exposures from the Dent Blanche area (Switzerland) provide a unique opportunity to understand deformation modes at depths of c. 35 km, in the “transition zone” of the subduction interface near the base of the seismogenic zone, where slow slip phenomena are frequently reported. The Dent Blanche Thrust (DBT) represents a lower blueschist-facies shear zone, interpreted as a fossilized subduction interface hanging wall. Field observations from the DBT region locally show discontinuous networks of meter- to tens of meters-thick foliated cataclasites interlayered with the basal DBT mylonites. Petro-geochronological results indicate that cataclasis took place at ~35 km depth during subduction of the Tethyan seafloor in Eocene times (42-48 Ma). Mutual cross-cutting relationships, which indicate multiple switches between brittle deformation, ductile creep, and hydrofracturing, demontrate that the DBT region constitutes a unique target to image and understand deformation processes and fluid-rock interactions in the transition zone of subduction zones.

Deeper down, the Monviso ophiolite (Italy) constitutes a well-preserved, almost continuous upper fragment of oceanic lithosphere subducted down to c. 80 km and later exhumed along the subduction interface. A large-scale eclogite-facies shear zone contains eclogite-facies pods (now embedded within serpentinites) showing intense fracturing, disaggregation and fragment rotation. Multiple garnet microfracturing events is attested by the systematic presence of complex, healed fracture networks. Despite reworking during exhumation, these unique “eclogite breccias” are interpreted as ancient fragments from a damage zone associated with intra-slab, intermediate-depth seismic activity. Metasomatic rinds forming around these breccias indicate that these eclogite-facies shear zones acted as fluid conduits during eclogite-facies metamorphism.

These findings demonstrate how Alpine belt high-pressure rocks can illustrate the mechanisms generating brittle deformation in active subduction zones, thus providing key information highlighting deformation patterns and fluid-rock processes monitored by geophysical studies and geodetic measurements.

Samuel Angiboust is researcher at the German Research Center for Geosciences in Potsdam (GFZ, Germany). He studied the dynamics of subduction zones (petrology, numerical modeling) since his PhD thesis defended in 2011. He has been awarded a Humboldt post-doctoral fellowship to collaborate with Geophysicists on the understanding of subduction zones processes at the GFZ. He published 15 papers covering a wide range of topics including fluid-rock interaction in high-pressure shear zones, dynamics of accretion along exhumed subduction interfaces and also on the rock record of intermediate-depth seismicity in metamorphic rocks. He is now starting a project on high-pressure rocks from Chilean Patagonia, in collaboration with colleagues from UGR. email: samuel@gfz-potsdam.de; website: https://sites.google.com/site/samuelangiboust/

Salón de Grados, Facultad de Ciencias, 12 de mayo de 2015, 13.00 horas

Conferencia auspiciada por Facultad de Ciencias, LEC/IACT, y programas de doctorado en, Ciencias de la Tierra, Física y Matemáticas, Biología Fundamental y de Sistemas, Ingeniería civil, Química, Física y Ciencias del Espacio, Máster en Ingeniería Química.

Resumen: Desde hace más de veinte años, los métodos de elaboración de nanomateriales inorgánicos o híbridos basados en la “Química dulce” suscitan un gran interés tanto a nivel académico como industrial. Estos métodos de síntesis implican, en un sentido amplio, reacciones de “polimerización” que se efectúan a temperatura ambiente a partir de precursores moleculares o de nanopartículas. Estas condiciones son exactamente aquellas que se llevan a cabo en muchas reacciones de la química orgánica y organometálica, la química supramolecular, la química de polímeros y la biología. Actualmente, la química de los materiales se inspira de los materiales funcionales que pueblan el mundo de los vivos. Sus enfoques, biomiméticos o bio-inspirados, han dado lugar a nuevas estrategias para generar de forma simultánea, en el mismo material y a varias escalas, compuestos orgánicos, compuestos biológicos y minerales con el fin de lograr verdaderos híbridos o nanocompuestos organo-minerales. La combinación de las propiedades de algunas moléculas orgánicas o biológicas y las de los compuestos minerales en un solo material se ha convertido en un objetivo alcanzable. El interés en estos materiales multifuncionales no sólo proviene de sus propiedades físicas y químicas sino también a las grandes posibilidades de asociación que brinda el estado coloidal fluido con la físico-química de los sistemas biológicos y de los fluidos complejos. Este acoplamiento entre la “Química dulce” y los muchos procesos de conformación variados (inmersión, pulverización, recubrimiento por rotación, extrusión, microemulsiones, nanolitografía, la impresión por inyección de tinta, etc.) hace que sea fácil de desarrollar no solo materiales inorgánicos o híbridos en forma de películas delgadas o recubrimientos gruesos y fibras sino también generar polvos, espumas, y monolitos híbridos con propiedades destacadas.

Clement Sanchez es Profesor del College de France, probablemente la más importante e influyente institución intelectual francesa. Ha sido director de investigación excepcional en el CNRS, miembro de varias academias internacionales y editor de Chemical Communication, Chemical Society Review and Journal of Material Chemistry. Autor de más de 480 artículos y 55 patentes, es uno de los mayores expertos en el campo de los materiales híbridos orgánicos-inorgánicos y uno de los científicos de materiales más citados en los últimos 20 años. email: clement.sanchez@upmc.fr; website: http://www.college-de-france.fr/site/en-clement-sanchez/biography.htm

Seminario Dpto Mineralogía y Petrología, Facultad de Ciencias, martes 21 abril de 2015, 11.00 horas

Resumen: Las soluciones sólidas de filosilicatos 2:1 sintéticos del sistema Na2O-K2O-MgO-Al2O3-SiO2-H2O ofrecen la oportunidad de estudiar en detalle la evolución de la configuración de los tetraedros TO4. Sólo filosilicatos trioctaédricos serán estudiados aquí, son los que tienen las más amplias soluciones sólidas. Estos filosilicatos son el talco, un compuesto de composición prácticamente fija en este sistema, Mg3Si4O10(OH)2 saponitas de fórmula estructural NaxMg3(Si4-xAlx)O10(OH)2, con 0,33<=x<=1, y micas de sodio y potasio afectadas por una sustitución de tipo Al-Tschermak [6]Mg2+, [4]Si4+ < > [6]Al3+, [4]Al3+ que no modifica la carga total sino su distribución entre capas tetraédricas y octaédrica. La formula general de estas micas es A(Mg3-yAly)(Si3-yAly)O10(OH)2 , A = Na o K. Con A = K se observa 0<=y<=0,5, con A = Na la solución sólida es más grande, 0<=y<=1.

En cualquier filosilicato de este sistema el tetraedro TO4 es irregular, a diferencia de los patrones habituales de representación. El único compuesto cuyo tetraedro es perfectamente regular es la willemseita el talco de níquel. En todos los otros filosilicatos, el catión no está en el centro del tetraedro, pero en la mayoría de los casos, se acerca al oxígeno apical, resultando en una pérdida de simetría del tetraedro, Td>C3v en donde sólo uno de los ejes ternarios se conserva, y simetrías aún más bajas cuando el contenido de aluminio aumenta. Esta pérdida de simetría produce importantes cambios en el espectro de absorción en el infrarojo (FTIR) de la región de vibraciones de los enlaces Si-O (T-O). Se observa la individualización de una banda poco intensa a alto valor de número de ondas, debida a la vibración de Si-O perpendicular a la lámina, lo que indica un acortamiento de los enlaces correspondientes y un aumento de longitud de los enlaces basales a través del puente de oxígeno. A partir de la composición de micas sódicas Na(Mg3-yAly)(Si3-yAly)O10(OH)2, con y >0,5, se observa lo contrario. La banda T-O perpendicular se individualiza a más alto valor de número de ondas lo que indica una inversión de la distribución de distancias T-O dentro del tetraedro, el enlace T-O perpendicular es, en este caso, más largo que los basales. Estas observaciones se acuerdan perfectamente con los datos de difracción de los rayos X.

Con un modelo de tipo valencia de enlace, se puede predecir todas estas evoluciones. La necesidad de compensación de cargas locales impulsa estos cambios. También se muestra que las distribuciones de Si y Al, medidas por 29Si RMN, siguen estrictamente el modelo de distribución homogénea de las cargas, para todas las composiciones.

Jean Louis Robert es directeur de recherché, actualmente en el Institut de Minéralogie et de Physique des Milieux Condensés, del CNRS y la Université Pierre et Marie Curie, en París. Ha desarrollado su investigación en el campo de la mineralogía y cristalografía de silicatos, particularmente de filosilicatos y anfíboles, estudiando sus propiedades fisicoquímicas y estructura. Dentro de su contibución científica destacan los numerosos experimentos de alta presión y temperatura, que han permitido obtener en el laboratorio minerales formados en condiciones no accesibles desde la superficie terrestre y estudiar tanto su comportamiento como su reactividad y estabilidad.

Palacio de la Madraza, Salón de los Caballeros XXIV. 19.30 horas

El Papel del Suelo en el Reciclaje: Tecnosoles. Hemos contaminado los suelos y las aguas con ácidos, metales pesados, contaminantes orgánicos, favorecido la erosión, alterado los ciclos biogeoquímicos y eliminado la biota. La capacidad del ser humano para modificar el medio natural es enorme, según un estudio de la ONU el 24% de los terrenos utilizables del mundo están degradados lo que supone la reducción o pérdida de la diversidad biológica y productividad. En este sentido, la pérdida del recurso suelo a nivel mundial está valorada en 40.000 millones de dólares anuales. Sin embargo, la recuperación de terrenos degradados es una actividad que se encuentra actualmente en auge. En esta conferencia se nos presenta el reciclaje de residuos y la generación de suelos artificiales (tecnosoles) como una medida fundamental a la hora de luchar contra la degradación de los ecosistemas terrestres.

• Felipe Macías Vázquez es catedrático de Edafología y Química Agrícola y coordinador del Laboratorio de Tecnología Ambiental del Instituto de Investigaciones Tecnológicas de la Universidad de Santiago. Es autor de más de 250 publicaciones sobre ciencias del suelo, recursos naturales o recuperación de aguas, e investigador principal de más de cincuenta proyectos de investigación. Recientemente recibió el Premio de Minería Sostenible por el proyecto de recuperación de suelos mediante la aplicación de tecnosoles en las minas de Touro (Galicia).

La agricultura en el siglo XXI. Los problemas de degradación de suelos son muy graves a nivel mundial, siendo España uno de los países de Europa con mayor incidencia y riesgo degradativo. En Andalucía, los principales procesos de degradación de los suelos están asociados al uso inadecuado del suelo por técnicas agrícolas tradicionales, provocando graves problemas de erosión, sobreexplotación y pérdida de fertilidad. Sólo la erosión afecta gravemente al 18,2% de la superficie andaluza (más de 1,5 millones de hectáreas), lo que genera pérdidas económicas de más de 100 millones de euros al año. En esta conferencia se pretende mostrar cómo hoy día se puede cultivar el suelo sin utilizar el arado, obteniendo buenas producciones, sin degradarlo e incluso mejorándolo.

• Carlos Dorronsoro Fernández es Catedrático jubilado del Departamento de Edafología y Química Agrícola de la Universidad de Granada. Ha dirigido numerosos proyectos de investigación relacionados con la edafología y la contaminación de suelos. Sus aportaciones científicas son numerosas y consta de más de 90 artículos publicados en revistas nacionales e internacionales y más de 100 aportaciones entre libros, capítulos de libros, trabajos en congresos, etc. Destacan notablemente sus aportaciones relacionadas con la difusión de la Edafología, tanto a nivel nacional e internacional. En este sentido, construye y mantiene de forma actualizada la página web: http://edafologia.ugr.es una de las páginas más visitadas del área con un total de visitas superior a 500.000 y una media estable de más de 100 visitas al día.

Plantas que curan el suelo. Un suelo se contamina cuando se acumularse en él sustancias a unos niveles tales que repercuten negativamente en el comportamiento de los suelos y del resto de elementos del ecosistema (agua, aire y seres vivos). Las sustancias, a esos niveles de concentración, se vuelven tóxicas para los organismos del suelo. La contaminación es un tipo de degradación química que provoca la pérdida parcial o total de la productividad del suelo. Hoy en día hay numerosas técnicas de descontaminación y recuperación de suelos, destacando la biorremediación como una de las más activas. En este sentido, la fitorremediación promueve los procesos naturales para acelerar la recuperación de suelos, y se basa en el uso de plantas que han desarrollado mecanismos fisiológicos para resistir, tolerar y sobrevivir en suelos con altos niveles de contaminantes.

• María Manuela Abreu es catedrática del Instituto Superior de Agronomía de la Universidad de Lisboa en el área de geoquímica de suelos. Es autora de numerosas publicaciones sobre recuperación de suelos contaminados e investigadora principal de varios proyectos de investigación. Es especialista en Geoquímica Ambiental (dinámica de elementos mayores y traza en el sistema suelo-planta) fitoestabilización de áreas mineras abandonadas y geomorfología y estabilización del terreno.

Actuar en protección de los suelos. El suelo es la fina capa de la superficie terrestre que realiza funciones esenciales para el desarrollo de la vida y el funcionamiento de los ecosistemas. Entre estas funciones se destaca por ser la base de la producción de alimentos y fibras naturales, regula los ciclos del agua y nutrientes, preserva la biodiversidad, nos protege de la contaminación y es el sostén de numerosas estructuras socioeconómicas. En esta conferencia se resalta la importancia de las actuaciones relacionadas con la protección de los suelos, mostrando su enorme influencia sobre las actividades

• Jaume Porta Casanellas es el actual Presidente de la Sociedad Española de la Ciencia del Suelo, es Doctor Ingeniero Agrónomo por la Universidad Politécnica de Madrid y desde 1986 es Catedrático de Edafología y Química Agrícola de la Universitat de Lleida, ahora emérito, donde desarrolla su actividad profesional en el Departamento de Medio Ambiente y Ciencias del Suelo de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria. Ha sido Rector de la Universidad de Lleida durante diez años, Vicepresidente de la Comissió Gestora de la Universitat de Lleida, Director de la Fundaciò Universitat de Lleida y Director de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria y del Departament de Medi Ambient i Ciènces del Sòl de la Universidad Politècnica de Catalunya.

Los suelos y el olivar. Aunque se trata de un bien no renovable a escala humana, el uso sostenible de los suelos es clave para hacer frente a las presiones provocadas por el aumento de la población mundial, el cambio climático y mejorar la disponibilidad de agua con objeto de luchar contra la desertificación y la degradación del territorio. España es el primer país productor de aceite de oliva y aceituna de mesa del mundo. En España hay más de 2,5 millones de hectáreas de suelos cultivados con olivar, de los cuales más del 60% se encuentran en Andalucía. En esta conferencia se presenta una visión global de los suelos de olivar, mostrando especial atención al manejo y evolución de los mismos desde un punto de vista integral.

• José Aguilar Ruiz es Catedrático jubilado del Departamento de Edafología y Química Agrícola. Investigador principal de 25 proyectos de investigación, con más de 250 publicaciones, incluyendo libros, capítulos de libros, monográficos y artículos científicos en revistas nacionales e internacionales. Ha dirigido 22 Tesis doctorales, una de ellas obtuvo el premio Fertiberia a la mejor tesis doctoral en temas de olivar. Ex-Presidente de la Sociedad Española de la Ciencia del Suelo. Ex- Director de la Sección de Biológicas en la Universidad de Granada y del Colegio Universitario de Jaén. Editor de la revista Edafología.