Determinación de los paleotermómetros Sr/Ca Y Mg/Ca en una muestra de coral Montastraea annularis utilizando espectroscopía de plasma inducido por láser (LIBS)

Abstract

RESUMEN En este trabajo se determinaron las relaciones metálicas Mg/Ca y Sr/Ca en un espécimen coralino Montastraea annularis usando la técnica Espectroscopía de Plasma Inducido por Láser, LIBS. Los metales alcalinotérreos Mg y Sr disueltos en el océano se incorporan a la estructura coralina en función de la temperatura durante el crecimiento del coral; por lo tanto las relaciones metal/Ca son parámetros que permiten estimar temperaturas, y en conjunto con un análisis esclerocronológico es posible determinar temperaturas del pasado. El espécimen fue muestreado en el arrecife de Playa Mero, Cayo de Animas en el Parque Nacional Morrocoy, Edo. Falcón; se analizaron diez (10) bandas de crecimiento y se determinó que el coral tuvo un crecimiento de (7 ± 1) mm/año, con un rango de crecimiento de 5 a 9 mm/año. El análisis abarcó desde el año 1989 a 1998. Luego, se procedió a obtener las condiciones óptimas de análisis del equipo LIBS mediante un estudio de barrido de condiciones, Método de Superficie de Respuesta (MSR), y mediante la obtención de mejores estadísticos en la elaboración de las curvas de calibración. De esta forma, se obtuvieron que las condiciones óptimas de análisis fueron 2,50 pulsos/s, 0,50 mm/s de la velocidad de la base en el plano horizontal, 26,5 mJ de energía del láser, 150 de ganancia, tiempo de demora de 200 ns para la relación Mg/Ca y 1000 ns para la relación Sr/Ca, y ancho de compuerta de 4 μs para la relación Mg/Ca y 7 μs para la relación Sr/Ca. Las líneas de emisión utilizadas para este análisis fueron Mg I (285,213 nm) y Ca II (373,690 nm) para el análisis de la relación Mg/Ca, y Sr I (460,733 nm) y Ca I (445,478 nm) para el análisis de la relación Sr/Ca. Para determinar las concentraciones de las relaciones Mg/Ca y Sr/Ca se obtuvieron curvas de calibración, de relaciones de área respecto a la concentración de estas relaciones, mediante la elaboración de patrones multielementales comprimidos de sales estándares de MgCO3, CaCO3 y SrCO3. Las concentraciones de los patrones variaron desde 2,5164 a 14,9816 mmol/mol y 5,0001 a 15,0251 mmol/mol para las relaciones Mg/Ca y Sr/Ca, respectivamente. Se analizaron las bandas de crecimiento del coral a las condiciones óptimas para cada metal y se obtuvieron concentraciones promedio que variaron en un rango de 6,73-17,42 mmol/mol y 3,61-6,21 mmol/mol, para las relaciones Mg/Ca y Sr/Ca respectivamente. La precisión del análisis LIBS del coral varió desde 5,46 a 67,46 % para las concentraciones de la relación Mg/Ca; y desde 32,99 a 59,98 % para las concentraciones de la relación Sr/Ca. Esta baja precisión fue debido a la irregularidad de la superficie de esta especie, a la variación de la energía del láser durante el análisis, como también la heterogeneidad de los metales en el coral. Se obtuvieron ecuaciones paleotermométricas para ambas relaciones metálicas; para la relación Mg/Ca: T (ºC) = (0,15579 ± 0,01712) Mg/Ca + (26,02490 ± 0,17786) (R2 = 0,9324); y para la relación Sr/Ca: T (ºC) = (-0,36136 ± 0,08018) Sr/Ca + (29,53717 ± 0,43979) (R2 = 0,8025). LIBS, Paleoclimatología,