El cambio a las energías renovables depende en gran medida de tecnologías sustentadas por tierras raras. Por esto mismo, es especialmente importante que se descubran nuevos emplazamientos, así como nuevos métodos que permitan localizar y extraer estos materiales de la manera más sostenible posible.
Una nueva técnica desarrollada en la Universidad de Oxford ha mostrado utilidad en localizar yacimientos de metales críticos necesarios para hacer posible la transición a la energía verde. Los resultados de la investigación, centrada en el potencial de las salmueras subterráneas y probada en un volcán de Bolivia, se han publicado en Geophysical Research Letters.
El cambio mundial hacia un sistema energético sin emisiones de carbono provocará un enorme aumento de la demanda de minerales de tierras raras o limitadas. Son esenciales para la fabricación de una amplia gama de tecnologías ecológicas, como las baterías de los vehículos eléctricos, los imanes de los aerogeneradores y los cables eléctricos de cobre. Esto plantea la necesidad urgente de localizar nuevas fuentes sostenibles de estos elementos.
Una fuente potencialmente rica de estos metales podrían ser las salmueras subterráneas: soluciones salinas altamente concentradas que se acumulan en la corteza terrestre. Sin embargo, su localización resulta a menudo difícil, ya que suelen depositarse a kilómetros de profundidad. Determinar con precisión la posición de estos depósitos es importante para reducir los riesgos y el impacto ambiental asociados a la perforación para extraer estas salmueras ricas en metales.
En este nuevo estudio, dirigido por el Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Oxford, los investigadores desarrollaron un método novedoso que demostró ser capaz de cartografiar tanto la ubicación como la composición de los fluidos del subsuelo. Por primera vez, se combinaron dos mediciones geológicas diferentes: la tomografía de atenuación sísmica y la anisotropía sísmica.
El investigador principal, el doctor Thomas Hudson, del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Oxford, lo explicó de esta manera: "La atenuación sísmica mide la pérdida de energía de una onda sísmica a medida que se propaga por un medio. Por su parte, la anisotropía sísmica mide cómo varía la velocidad de las ondas sísmicas en función de la dirección en que se propagan. La tomografía de atenuación muestra dónde se encuentran los fluidos (algo parecido a un TAC en un hospital) y si la roca está parcialmente saturada (contiene gas) o totalmente saturada (sin gas). La anisotropía sísmica nos dice cómo se desplazan y acumulan los fluidos a lo largo de las fallas".
El Uturuncu, un volcán inactivo en Bolivia
Los investigadores probaron este método combinado en el Uturuncu, un volcán inactivo de los Andes bolivianos que entró en erupción por última vez hace 250.000 años.
"Uturuncu era un sistema ideal para poner a prueba nuestro método de cartografiar líquidos y gases, ya que se asienta sobre el cuerpo magmático Altiplano-Puna, el mayor cuerpo magmático activo de la Tierra. Impulsa una fuente de fluidos calientes ricos en metales que ascienden desde las profundidades de Uturuncu hacia la superficie. Uturuncu está al borde del desierto de Atacama, por lo que la corteza circundante es especialmente seca, lo que mejora las imágenes de cualquier corteza rica en fluidos", señaló Hudson.
Las mediciones de la atenuación sísmica y la anisotropía se tomaron de un catálogo de datos de 1.356 terremotos, que habían sido captados entre abril de 2010 y octubre de 2012 por una red de 33 sismómetros en las proximidades de Uturuncu. Juntas, las dos técnicas produjeron un mapa aproximado que indicaba si la corteza subyacente estaba parcial o totalmente saturada de fluidos, con una resolución de aproximadamente un kilómetro.
En palabras de Hudson, "la combinación de estas técnicas produjo un mapa de alta resolución que identifica qué fluidos pueden encontrarse y dónde en este sistema. En concreto, podemos identificar con precisión dónde se encuentran las salmueras -soluciones salinas concentradas- y si contienen dióxido de carbono (es decir, son "espumosas") o no (es decir, son "quietas"). Si el dióxido de carbono burbujea a través de ellas, nos indica que el sistema sigue activo y presumiblemente sigue acumulando metales. Mientras que si las salmueras están quietas, el sistema puede tratarse como estable, es decir, que no sigue acumulando minerales de forma activa".
Los resultados son muy interesantes porque estas salmueras son ricas en metales esenciales para la transición a la energía verde. Es de esperar que nuestro nuevo método siente las bases para reducir el riesgo del proceso de exploración minera, lo que podría llevar a que la extracción de salmueras sea comercialmente viable".
