Investigarán los orígenes de yacimientos de minerales en el fondo del Atlántico

Científicos de Brasil y del Reino Unido emplearán vehículos robóticos subacuáticos para develar cómo se formaron depósitos polimetálicos en el lecho oceánico hace millones de años

Por Elton Alisson

Agência FAPESP – En algunas áreas situadas en el fondo de los océanos, a profundidades que pueden llegar a los 5 mil metros, es posible hallar diversos tipos de depósitos de metales. Los más comunes son los nódulos de manganeso, de un diámetro de entre 10 y 20 centímetros, distribuidos en el lecho oceánico, sobre el sedimento marino, compuestos por manganeso, hierro, cobre, níquel y cobalto.

En tanto, en profundidades un poco menores, entre los 500 y los 1.000 metros, también pueden observarse cortezas polimetálicas con aspecto similar al del asfalto, depositadas sobre afloramientos rocosos, que son ricas en cobalto y tienen menores tenores de manganeso, cobre y níquel que los nódulos polimetálicos.

Un consorcio internacional integrado por científicos de universidades e instituciones de investigación de Brasil y del Reino Unido pretende develar durante los próximos cinco años cómo se formaron, hace millones de años, esos depósitos polimetálicos en el océano Atlántico, y qué condiciones ambientales favorecieron su surgimiento y su crecimiento, entre otras cuestiones.

Este proyecto forma parte del programa de investigación Security of Supply of Minerals Resource (SoS Minerals), lanzado por el Natural Environment Research Council (NERC) y el Engineering & Physical Sciences Research Council (EPSRC), dos de los Consejos de Investigación del Reino Unido (RCUK, por sus siglas en inglés). Y cuenta con el apoyo de la FAPESP en el marco de un acuerdo de cooperación suscrito entre la Fundación y los RCUK.

“El objetivo del proyecto consiste en entender cuáles fueron las razones ambientales que condicionaron la ocurrencia de esos depósitos polimetálicos en los montes submarinos y en las llanuras abisales [la zona plana que ocupa una gran extensión del fondo de los océanos y que existe a profundidades de 5 mil metros aproximadamente] del océano Atlántico Sur y Norte”, dijo Frederico Pereira Brandini, docente y director del Instituto Oceanográfico de la Universidad de São Paulo (IO-USP), en declaraciones a Agência FAPESP.

De acuerdo con el investigador, que coordina el proyecto del lado brasileño, este estudio se realizará en la Elevación de Rio Grande –una cadena de montañas sumergida ubicada a alrededor de 1.300 kilómetros del litoral del estado de Rio Grande do Sul–, y en las llanuras abisales situadas a lo largo de Ilha da Madeira, en el Atlántico Norte. Ambas regiones son conocidas por poseer nódulos y cortezas polimetálicas.

Con el fin de estudiarlas, está prevista la realización de cuatro cruceros científicos. Uno de ellos estará a cargo de investigadores del Reino Unido y se concretará en las llanuras abisales de Ilha da Madeira.

Los otros tres cruceros, con duración prevista máxima de 30 días cada uno, estarán liderados por científicos brasileños y se concretarán en la Elevación de Rio Grande y las cuencas abisales adyacentes, en latitudes semejantes a las del crucero realizado por científicos del Reino Unido en las llanuras abisales de Ilha da Madeira.

“La idea es efectuar una comparación directa entre los procesos que controlan la formación y la composición de depósitos polimetálicos en esos dos ambientes oceanográficos contrastantes”, explicó Luigi Jovane, docente del IO-USP y participante en el proyecto.

Robots submarinos

Los cruceros científicos en las llanuras abisales del Atlántico Sur se realizarán con el buque oceanográfico Alpha Crucis, adquirido por la FAPESP para el IO-USP en 2012.

Para estudiar los ambientes oceanográficos en donde se ubican los depósitos polimetálicos se utilizarán vehículos robóticos subacuáticos que utilizan universidades, institutos de investigación y empresas petrolíferas y de minería del Reino Unido.

Estos vehículos robóticos subacuáticos no tripulados, desarrollados por el National Oceanography Centre Southampton (NOCS) del Reino Unido, que llegarán a Brasil para la realización del proyecto, son capaces de sumergirse a profundidades de hasta 6.500 metros.

Loa minisubmarinos están equipados con cámaras de video, sensores e instrumentos científicos, y poseen “brazos” de manipuleo capaces de seleccionar y recoger muestras de objetos pequeños y delicados con precisión, y realizar experimentos en el océano profundo, una tarea que les resultaría imposible a buzos humanos, debido a la presión del agua.

“Será la primera vez que se concrete este tipo de estudio en Brasil mediante el empleo de una tecnología con la cual aún no contamos”, afirmó Brandini. “Este proyecto les permitirá a los científicos y a los estudiantes brasileños participantes entrar en contacto y aprender a usar esa tecnología”, sostuvo.

Según los investigadores, una de las ventajas del uso de vehículos robóticos subacuáticos en el proyecto radica en que éstos permitirán visualizar el área intacta en donde se recogerán muestras de depósitos polimetálicos, mediante imágenes transmitidas en tiempo real a la embarcación a través de cables de fibra óptica.

Asimismo, permitirán la realización de experimentos complejos en el proprio lugar donde se encuentran los depósitos polimetálicos, preservando las condiciones ambientales y minimizando los daños ocasionados debido a la extracción de muestras que se transportan a la superficie.

“Con el uso de vehículos robóticos subacuáticos pretendemos preservar las condiciones ambientales de donde se encuentran los depósitos polimetálicos, y realizar estudios de componentes bióticos [de microorganismos] depositados en nódulos y cortezas en condiciones ambientales extremas, que estarán a cargo del grupo del profesor Paulo Sumida, del Instituto Oceanográfico de la USP”, comentó Jovane.

Un proyecto multidisciplinario

Según Jovane, existen diversas hipótesis que explican la formación de los depósitos polimetálicos, pero hay dos teorías opuestas particularmente que generan mucha ambigüedad acerca del origen de los diversos tipos de depósitos.

La primera de ellas, que estudiará en el marco del proyecto el grupo de la profesora Vivian Pellizari, del IO-USP, sostiene que la formación de nódulos polimetálicos está mediada por microorganismos que forman micronódulos –mediante procesos de biomineralización, cuando organismos producen minerales– que aumentan de tamaño con el correr del tiempo, debido a la deposición de minerales resultante de procesos biogénicos.

La segunda hipótesis indica que los depósitos polimetálicos pueden haberse generado a partir de elementos encontrados en el propio suelo del fondo del mar. “Aún no se sabe cuál de las dos hipótesis está correcta, o si ambas lo están”, dijo Jovane.

En el proyecto multidisciplinario, que reunirá a científicos de las áreas de Geología, Geofísica, Geoquímica, Oceanografía Física, Biología y Microbiología, se pretende avanzar en el estudio de esas dos hipótesis, aparte de investigar los efectos de la microtopografía, de las corrientes oceánicas y de la composición de la columna de agua en la génesis y en el control del crecimiento y de la composición de los depósitos polimetálicos, explicó Jovane.

De acuerdo con los científicos, los patrones de las corrientes en grandes profundidades, su aumentos y disminuciones de caudal al cruzar y bordear las variaciones topográficas, y los canales que forman también resultan cruciales para la comprensión del proceso de formación y deposición de los nódulos y de las cortezas.

Por ese motivo, los grupos de los profesores Brandini y Ilson da Silveira, del IO-USP, estudiarán durante el proyecto el deslizamiento cerca del fondo del océano, en la denominada capa límite béntica, como así también los flujos verticales de materia orgánica y remineralizada en esas profundidades.

“Pretendemos entender también cómo evolucionaron los depósitos polimetálicos en el transcurso de la historia geológica de los fondos de los mares y cómo se relacionan las variaciones de temperatura del océano con el crecimiento de las cortezas y de los nódulos”, afirmó Jovane.

Debido a que existe interés económico en los minerales hallados en los depósitos polimetálicos marinos, que tienen diversas aplicaciones industriales y tecnológicas, los científicos también pretenden evaluar los impactos ambientales de la extracción de los minerales hallados en las cortezas y nódulos polimetálicos considerando distintos escenarios económicos, tecnológicos y geopolíticos.

Teniendo en cuenta la fragilidad de las comunidades del mar profundo, con su crecimiento lento, madurez sexual tardía y baja fecundidad, las propuestas de explotación sostenible deben contemplar la creación de áreas donde la biodiversidad no se verá afectada, de acuerdo con orientaciones de la Autoridad Internacional de los Fondos Marinos (ISA, por sus siglas en inglés) –el ente internacional responsable de la concesión de áreas para la explotación de recursos minerales en aguas internacionales–, explicó Jovane.

“El profesor Alexander Turra, también del Instituto Oceanográfico de la USP, actuará en la coordinación de los debates entre distintos grupos de interés, en colaboración con el gobierno brasileño, para la elaboración de propuestas de uso sostenible de esos recursos”, comentó.

Las cortezas polimetálicas oceánicas poseen concentraciones de telurio –un mineral fundamental para el desarrollo de células fotovoltaicas– mucho mayores que cualquier roca de la corteza continental de la Tierra, por ejemplo.

A su vez, los nódulos polimetálicos oceánicos poseen tenores de níquel –un mineral utilizado en baterías de celulares, en notebooks y tablets– 20 veces mayores que los de los yacimientos terrestres.

“Por esos motivos existe sumo interés económico en la explotación de esos minerales hallados en depósitos polimetálicos”, apuntó Jovane. “Pretendemos entender por qué en algunas áreas del océano esos depósitos polimetálicos son abundantes y en otras no”, afirmó.

La ISA estima que alrededor de 6.350 millones de kilómetros cuadrados, o el 1,7% del suelo del océano, estaría cubierto por cortezas polimetálicas.

Esos depósitos polimetálicos concentrarían 1.000 millones de toneladas de cobalto, según estima el organismo establecido por la Convención de las Naciones Unidas sobre el Derecho al Mar.

“Los resultados del proyecto pueden contribuir para que Brasil pueda explotar esos recursos que se encuentran en aguas internacionales. Para reivindicar el derecho de explotación es necesario que el país demarque los depósitos polimetálicos presentes en su área de interés y que esté en condiciones de explotarlos”, dijo Jovane.