Descubren un 'código climático' oculto en las estalagmitas

Sin embargo, y más allá de su innegable belleza, las estalagmitas son también archivos naturales capaces de registrar antiguos cambios climáticos, igual que hacen los anillos de los árboles.

Pero ¿qué es lo que determina la forma de una estalagmita? ¿Por qué algunas se convierten en delgados conos, otras en enormes columnas y otras adoptan curiosas formas planas? Ahora, un nuevo estudio recién publicado en 'Proceedings of the National Academy of Sciences' y llevado a cabo por investigadores de las universidades de Varsovia y Florida, el Centro de Investigación de la Academia Eslovena de Ciencias y Artes y el Centro Médico Universitario de Liubliana, acaba de proporcionar la primera descripción matemática completa de las formas de las estalagmitas.

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Durante su trabajo, en efecto, los investigadores lograron resolver analíticamente un modelo matemático de más de 60 años de antigüedad sobre el crecimiento de estalagmitas, que predice cómo crece una estalagmita 'ideal' cuando las condiciones en la cueva permanecen estables. De esta forma y gracias a las matemáticas, los investigadores lograron revelar uno de los muchos planos ocultos de la naturaleza: las estalagmitas se convierten en pedestales de cima plana, columnas clásicas o conos puntiagudos no por casualidad, sino de acuerdo con un solo factor de control, el número de Damköhler, que representa un equilibrio entre las tasas de precipitación de calcita y el flujo de agua.

Así, cuando el goteo es concentrado y constante, emerge una forma columnar, mientras que un goteo extendido produce tapas planas. Y cuando el caudal es alto o cuando el agua gotea directamente sobre la estalagmita desde el techo de la cueva, pueden surgir formas cónicas con puntas puntiagudas.

«Resulta que la rica diversidad de formas de estalagmitas -explica Piotr Szymczak, de la Universidad de Varsovia y autor principal del estudio- se puede explicar por un parámetro simple. Es un caso raro en el que la belleza natural que vemos se corresponde directamente con una ley matemática limpia».

Para probar su teoría, Szymczak y su equipo utilizaron tomografía de rayos X en estalagmitas de la famosa cueva de Postojna en Eslovenia. Los escaneos, realizados en el Centro Médico de la Universidad de Ljubljana, coincidieron con las formas predichas con una precisión sorprendente. Incluso los detalles más delicados, como la transición de una parte superior plana a un cuerpo columnar, fueron capturados por las ecuaciones.

«Al comparar nuestras soluciones analíticas con muestras reales de las cuevas -añade Matej Lipar, coautor del artículo-, la coincidencia fue notable. Lo cual demuestra que incluso en las condiciones naturales aparentemente más desordenadas, la geometría subyacente sigue estando ahí».

El estudio también demuestra que la forma de las estalagmitas es importante para la ciencia del clima. Las estalagmitas, de hecho, se utilizan ampliamente para reconstruir los registros de lluvia y temperatura a través de los sutiles cambios que se producen en los isótopos de carbono atrapados dentro de las capas de piedra, algo parecido a leer un diario escrito por el agua de lluvia a lo largo de decenas de miles de años.

Pues bien, el nuevo modelo revela que las estalagmitas de cima plana registran estas señales isotópicas de manera diferente a las columnares o cónicas, un hallazgo que podría refinar el modo en que se interpretan los registros paleoclimáticos.

«Las estalagmitas son archivos climáticos naturales -añade por su parte el coautor Anthony Ladd, de la Universidad de Florida- pero ahora vemos que cada geometría deja su propia huella en el registro isotópico. Reconocer este efecto nos permitirá extraer información más fiable sobre los climas pasados».

De modo que, la próxima vez que nos paremos a contemplar una estalagmita, tratemos de ver en ella algo más que una curiosa formación de roca. Porque en realidad estaremos ante todo un laboratorio natural donde la física se encuentra con la química y la geología, y ahora, también con las matemáticas. Y pensemos que sus formas se pueden leer, también, como un código secreto escrito durante milenios por el lento y continuo goteo de agua.