La Tierra como organismo vivo

Cuando miramos a nuestro alrededor podemos ver con facilidad que el mundo en el que vivimos está en constante cambio. Las estaciones se suceden unas a otras, los días dan paso a las noches y las noches a los días, el mar sube y baja con las mareas, la luna cambia de fase cada semana… Todo a nuestro alrededor cambia constantemente, y la verdad que hay detrás de todos estos cambios es que en realidad vivimos en un mundo muy delicado que está sustentado por una serie de equilibrios que, si las condiciones que los mantienen cambian, van a desencadenar grandes cambios que en algunos casos pueden llegar a ser catastróficos y afectar a todo el planeta. El actual y famoso Calentamiento Global, uno de los Cambios Climáticos Globales que ha sufrido el planeta en su historia, es un claro ejemplo de ello pero no el único. En esta entrada vamos a ver cómo consideramos los geólogos al planeta Tierra, principal objeto de nuestros estudios y único hogar que tenemos los seres humanos en el Universo.

Parque Geológico de Zhangye
Imagen de los terrenos multicolores del Parque Geológico de Zhangye, en China, formados por una serie de procesos de sedimentación, erosión y levantamiento tectónico que han actuado a lo largo de 24 millones de años (fuente: chinadiscovery.com)

Un planeta dinámico

La Tierra es un planeta que está muy vivo. En él tenemos una tectónica activa que hace que todo en su superficie cambie constantemente, que las montañas se eleven o desaparezcan, que se formen nuevas formas de relieve, que los continentes se muevan y los océanos se abran y se cierren. También es un planeta único en muchos aspectos. Para empezar, la Tierra es el único planeta tectónicamente activo que conocemos, aunque hay evidencias que indican que Marte pudo haberlo sido en el pasado y que Venus lo es a su manera. Y digo a su manera porque la tectónica terrestre actual, basada en la existencia de numerosas placas tectónicas que se mueven y colisionan unas con otras, no es el único tipo de tectónica que conocemos, ya que incluso nuestro planeta pudo no haber tenido siempre una tectónica así. Todavía el debate está abierto dentro de los investigadores, pero es muy posible que durante el Arcaico, el segundo de los tres eones del Precámbrico, la tectónica reinante en el planeta fuera muy diferente a la actual.

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En la actualidad la litosfera terrestre está formada por un gran número de placas tectónicas de diferentes tamaños que “flotan” sobre la astenosfera, separándose unas veces y colisionando otras (modificado a partir de USGS)

Los datos que hemos obtenido del registro rocoso indican que hace 3.800 millones de años (Ma) la primitiva corteza terrestre era mucho más fina y mucho más caliente que la actual, lo que sin duda habría significado un comportamiento mucho más dúctil (ver Las “piedras” se doblan) y una mayor pérdida de calor al espacio. Algunos autores creen que en un primer momento toda la corteza era una única placa que se fue rompiendo poco a poco, pero hay otros autores que creen que en el Arcaico lo que teníamos era una tectónica de microplacas, con las deformaciones afectando a toda la corteza y no solo concentrándose en los bordes de placa, que es lo que tenemos hoy en día. En cualquier caso, y al igual que ocurre hoy en día, el motor que mantenía activa la tectónica del planeta debió ser sin duda el calor interno de la Tierra, que en buena parte procede de la desintegración radiactiva de los radioisótopos existentes. Todavía nos queda mucho por conocer de los primeros millones de años de vida de nuestro planeta, pero lo que sí sabemos gracias al registro rocoso es que con el comienzo del eón Proterozoico (2.500 Ma) ya se estableció la tectónica que tenemos hoy en día, un cambio que nos demuestra con claridad cómo incluso algo aparentemente estable como es la tectónica del planeta no ha permanecido invariable a lo largo de su larga historia geológica. Un claro ejemplo de que nada es eterno en la Tierra.

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En la actualidad Venus y la Tierra tienen muy poco en común, más allá de un tamaño casi igual y de orbitar la misma estrella, pero algunos autores creen que en el pasado ambos planetas compartieron mucho más que eso. Es posible que en los primeros mil millones de años los dos planetas compartieran un mismo modelo de tectónica (arriba), que con el tiempo ha evolucionado de manera diferente en los dos casos (fuente: V.L. Hansen and Lithosphere)

La tectónica del planeta es de gran importancia para comprender su dinamismo, pero lo es más para tratar de entender a qué se debe otra de sus rarezas más especiales. Porque aunque la Tierra no sea el único cuerpo del Sistema Solar con una tectónica (hay muchos satélites activos orbitando otros planetas que también la tienen), sí es el único lugar del universo en el que sabemos a ciencia cierta que hay vida. Por el momento no estamos muy seguros de cómo surgió la vida, tampoco si esta apareció aquí o si por el contrario vino de alguna manera desde el espacio (modelo de paspermia), pero sí tenemos muy claro que existe vida desde un momento muy temprano de la historia del planeta. Porque los primeros restos fósiles que tenemos son del Arcaico, concretamente de hace 3.800 millones de años, que es también la edad a la que empezamos a registrar indicios de la presencia de una tectónica terrestre. Es por este motivo que muchos investigadores ven en esta coincidencia algo más que una mera casualidad, llegándose a proponer a la tectónica como causa principal de que la Tierra tenga vida. La relación todavía no sabemos cuál es, pero sí que es cierto que esta coincidencia en el tiempo es bastante llamativa, y es por ello que en la actualidad no son pocos los que creen que los satélites con una tectónica muy parecida a la nuestra son firmes candidatos a albergar formas de vida. Esperamos poder tener pronto una respuesta a este enigma.

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Las fumarola submarinas son emanaciones hidrotermales que ocurren en algunos puntos del fondo marino. Muchos autores creen que lugares como estos pudieron ser el origen de la vida del planeta, ya que los ecosistemas que en ellos viven no se basan en la energía solar sino en la energía química, lo que les habría permitido sobrevivir a la inhóspita superficie primitiva de los primeros océanos de la Tierra (fuente: oceanexplorer.noaa.gov)

Los continentes que se mueven

Uno de los aspectos más llamativo que demuestran que el planeta está vivo es el modelo actual de la Deriva continental. Ahora ya no tenemos dudas acerca de que los continentes se mueven, algo que incluso la sociedad en su conjunto tiene asimilado, y los geólogos somos muy conscientes de que la mayoría de terremotos que experimentamos a diario son el resultado de esos movimientos continentales. Pero hubo un tiempo no muy lejano en el que fue muy difícil asentar esa idea de que los continentes se movían y de que la superficie de la Tierra era más dinámica de lo que parecía por su aparente rigidez. De hecho fue necesario mucho más que la palabra de Wegener para que esa idea fuera aceptada por la comunidad científica, una prueba más de que la ciencia no siempre avanza todo lo rápido que se suele creer.

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El descubrimiento, a mediados del s. XX, de que el fondo oceánico se expandía a partir de las dorsales fue la prueba definitiva que permitió asentar la teoría de la tectónica de placas y la deriva continental, actual paradigma de la geología (modificado a partir de bekyta.weebly.com)

El nombre de Pangea ya no es desconocido para la sociedad general. En la actualidad prácticamente todo el mundo ha oído hablar de él y sabe que se trata del nombre que hemos puesto los geólogos al supercontinente del que Wegener encontró numerosas pruebas, que agrupó en sus cinco argumentos (geodésicos, geofísicos, geológicos, paleontológicos y paleoclimáticos). Lo que ya no es tan conocido por la sociedad no especializada es que Pangea no ha sido el único supercontinente que ha habido en la historia de la Tierra, sólo el último. Y es que Wegener no lo sabía, pero lo cierto es que a lo largo de la historia del planeta hemos vivido varios momentos de colisión continental generalizada que han llevado a la formación de un total de al menos cinco supercontinentes, a los que le dedicaré algún día una entrada propia. Estos supercontinentes son, de más antiguo a más moderno, Kenorlandia (2.700 Ma), formado a finales del Arcaico por la Orogenia Kenóxica, que además marca también el cambio de la tectónica primitiva a la actual; Nuna o Columbia (1.700 Ma), formado por las orogenias Hudsoniana y Karélida (y seguramente otras) en un momento en el que ya existían organismos eucariotas en el planeta; Rodinia (1.100 Ma), posiblemente uno de los más conocidos pero a la vez más controvertidos en cuanto a su forma; Vendia o Panotia (670 Ma), en el límite del Neoproterozoico-Fanerozoico, cuando surgieron los primeros organismos pluricelulares de la fauna ediacarense, que duró muy poco al empezar su ruptura antes de que hubiera terminado de configurarse; y Pangea (300 Ma), el último y más conocido de todos, formado por la Orogenia Varisca durante el Carbonífero, con la Península Ibérica en su núcleo (ver El Orógeno Varisco Ibérico). En el siguiente video os dejo una reconstrucción de cómo han sido estos supercontinentes y el resto de fragmentos continentales que creemos que ha habido en el planeta desde que existe una tectónica activa.

Pero no todo son cambios a gran escala, ya que también en este apartado podemos considerar otros cambios geográficos, como son los relacionados con los cambios del nivel del mar. Y no me estoy refiriendo a la famosa subida del nivel del mar asociada con el Cambio Climático, un fenómeno bastante mal entendido por la sociedad al no deberse al deshielo de los polos sino a otro fenómeno físico algo más difícil de explicar: la expansión térmica (el agua al calentarse ocupa más volumen y eso hace que aparentemente el nivel global suba). De todas formas, e independientemente de este fenómeno, el nivel del mar ha subido y ha bajado constantemente a lo largo de la historia de la humanidad. ¿Por qué? Antes de intentar dar respuesta a esta pregunta debemos explicar que en geología es un error hablar de subidas o bajadas del nivel del mar, sino que es aconsejable utilizar los conceptos de transgresión y regresión. Y es que debemos tener en cuenta que cuando hablamos de oscilaciones del nivel del mar de lo que estamos hablando en realidad es de los cambios que apreciamos en la línea de costa, y que un retroceso de la misma (regresión) no tiene por qué suponer una bajada global del nivel del mar. De hecho hay muchos motivos por los cuales la línea de costa puede avanzar o retroceder sin implicar una real subida o bajada del nivel del mar, como pueden ser movimientos tectónicos o un fenómeno muy importante del que solemos olvidarnos con demasiada frecuencia: la isostasia. De esta manera, cuando vemos que en una región las construcciones que en su momento se hicieron en la costa ahora están kilómetros tierra adentro se pueden deber sencillamente por un levantamiento tectónico del continente, lo que no implicaría que el nivel del mar hubiera bajado, o incluso de un hundimiento del fondo del mar. Como vemos, la tectónica de nuevo tiene mucho que decir, y es que no debemos olvidar que es ella la responsable de que en ocasiones acabemos teniendo en lo alto de las montañas fósiles y/o estructuras sedimentarias propias de medios marinos. Porque nada permanece estable en el planeta por mucho tiempo.

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En ocasiones encontramos en lo alto de las montañas estructuras que tienen su origen en el mar. En la Peña de Francia, a unos 1.700 m de altitud, encontramos ripples de oleaje fósiles en el seno de la cuarcita armoricana (derecha, imagen propia), ripples que se formaron en su momento en una playa arenosa poco profunda como la de la imagen de la izquierda (fuente: biodiversidadvirtual.org)

Los cambios climáticos de la historia

El último aspecto que vamos a ver que demuestra que nada es eterno en este planeta es una cuestión climática. El actual Calentamiento Global es conocido por todos, si bien muchas personas desconocen algunos detalles que son cruciales para comprender este fenómeno, como su relación con las subidas y bajadas del nivel del mar que ya hemos mencionado. Y es que, aunque no nos lo suelan explicar así, lo cierto es que el Calentamiento Global no es causado por el ser humano. Se trata de un fenómeno natural que nuestras actividades industriales han alterado, hasta llevarnos a una situación de total incertidumbre. No sabemos cómo responderá el sistema climático debido a que lo hemos alterado por completo, pero gracias al registro rocoso sí sabemos que cambios climáticos globales ha habido constantemente en la historia del planeta, algunos causados por eventos catastróficos y otros por variaciones propias del sistema. Incluso algunos de estos cambios han resultado ser cíclicos, si bien el origen de esa ciclicidad no la tenemos todavía muy clara.

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El registro rocoso del planeta es una de las mejores herramientas de las que disponemos los geólogos porque en las rocas ha quedado preservada toda o casi toda la historia del planeta. En esta imagen podemos ver una muestra de hierro bandeado o BIF (Banded Iron Formation), una roca de origen sedimentario que se formó en el Precámbrico, antes de que la atmósfera cambiase radicalmente por la actividad fotosintética de algunos organismos (fuente: visionlearning.com)

Hace unos 10.000 años el planeta salió de una época glacial en la que buena parte de Europa, Norteamérica y el norte de Asia estaban cubiertas por un manto de hielo de espesor variable. Fue la última glaciación, que al llegar a su fin causó la extinción de una gran cantidad de animales que se habían adaptado a esas condiciones frías, tales como mamuts, mastodontes o neandertales, entre otros muchos. Esta pequeña gran extinción en realidad sólo fue la respuesta de la biosfera al cambio climático que acababa de producirse, igual que cuando se llegó a esa glaciación muchos de los organismos que habitaban en Europa (dientes de sable, hienas gigantes, jirafas…), adaptados a condiciones climáticas mucho más cálidas, desaparecieron para dejar su hueco a la megafauna del Pleistoceno. Las extinciones son otra manifestación de que nada permanece eterno en el planeta, pero si nos fijamos sólo en los cambios climáticos glaciales que acabo de describir veremos que hay mucho más que contar. Porque en realidad en el Cuaternario ha habido varias glaciaciones que se han repitido siguiendo ciclos de unos 100.000 años, aunque ni esta ciclicidad ha permanecido estable a lo largo de los últimos millones de años. Pero lo más sorprendente es que también encontramos esa misma ciclicidad en las variaciones de la concentración de CO2 en la atmósfera, que ha oscilado en el último medio millón de años entre 180 ppm (partes por millón) y 300 ppm. La coincidencia entre ambos ciclos es sorprendente, pero una vez más puede que no sea solo una mera coincidencia y que estemos viendo algún tipo de causa-efecto, aunque por el momento desconocemos si es el CO2 el que desencadena las glaciaciones o al revés. Lo que sí sabemos es que esta ciclicidad está cambiando, ya que en los últimos años hemos superado por mucho ese tope de 300 ppm de concentración y ahora estamos asentados en concentraciones de más de 400 ppm, unos valores muy elevados que desconocemos cómo afectarán al sistema climático a corto, medio y largo plazo.

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La concentración de CO2 atmosférico ha oscilado en el Cuaternario en ciclos de 100.000 años que coinciden casi a la perfección con las oscilaciones climáticas asociadas con las glaciaciones para ese mismo intervalo de tiempo (modificado a partir de wikipedia.org)

Las glaciaciones del Pleistoceno son sin duda los cambios climáticos globales más conocidos de todos, pero no han sido los únicos que hemos tenido en la larga historia del planeta. Un caso muy importante lo encontramos en el Eoceno, hace 50 millones de años, cuando la Tierra experimentó una repentina subida de las temperaturas de aproximadamente 6º C. El resultado fue el Máximo Térmico del Paleoceno–Eoceno, muy especial para Salamanca por ser el momento en el que habitaron la mayoría de organismos cuyos fósiles forman la Sala de las Tortugas, un museo paleontológico que todavía espera encontrar su sitio. Pero la importancia de este evento no reside sólo en una exposición, ya que con la subida de las temperaturas también hubo un gran aumento en la concentración de CO2 atmosférico, que pudo haber llegado hasta los 700-1.000 ppm, aunque algunos autores hablan incluso de más de 2.000 ppm. Por tanto, el Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno representa un gran cambio climático global y también lo más parecido que tenemos en la historia del planeta a lo que estamos viviendo en la actualidad, si bien debemos tener en cuenta que en el Eoceno no existían casquetes polares (como sí tenemos hoy en día) y la dinámica oceánica que regula el clima era muy diferente a la actual (no existía la Cinta transportadora de Calor). Por tanto, incluso aunque estemos ante el mismo fenómeno, la respuesta podría ser muy diferente, y eso no nos deja más remedio que seguir investigando el pasado para conocer mejor el qué nos deparará el futuro.

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En el Eoceno la temperatura media del planeta rondaba los 30º C y la concentración de CO2 en la atmósfera pudo alcanzar la friolera de 2.000 ppm, muy superior a los actuales 400 ppm (fuente: rsta.royalsocietypublishing.org)

Los continentes se mueven, los mares se abren y se cierran, todas las especies se extinguen para dar paso a otras nuevas. Incluso en ocasiones lo que antes fue el fondo de un mar ahora aparece en mitad de las montañas. Todo en el planeta está en constante cambio, lo que nos demuestran que vivimos en un planeta que no está muerto, que respira y se mueve. Porque nada es eterno en el planeta, y así es como lo estudiamos los geólogos, como un organismo dinámico que no permanece impasible a nada, como una Tierra que aunque no lo creamos está muy viva.

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Coltán, un mineral manchado de sangre

Hay minerales que marcan en la sociedad por su gran valor económico, otros lo hacen por su espectacular belleza exterior y los hay que marcan por sus extraordinarias propiedades. Pero hay un mineral que es conocido no por estas cuestiones, de las que cumple más de una, sino porque su extracción está tristemente asociada con la masacre. Porque todos hemos oído hablar de los famosos “Diamantes de sangre”, pero muchos desconocemos que el coltán tiene una historia igual o más sangrienta. ¿Pero qué es el coltán?

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El coltán es un mineral de gran valor que solemos encontrar como pequeños granos de color oscuro (fuente: telesworld.com)

La combinación perfecta

Con el nombre de coltán (también lo podréis encontrar como coltan, sin tilde) definimos no un mineral, como muchos piensan y como yo he empezado esta entrada, sino que en realidad se trata de una combinación de dos minerales diferentes: la columbita, un niobato de hierro y manganeso de color a negro pardo; y la tantalita, un tantalato de hierro y manganeso también de color negro a pardo. Ambos minerales van siempre juntos y normalmente es imposible separarlos, ya que existe lo que llamamos una solución sólida entre los términos puros en niobio y tántalo, es decir, el tránsito de uno a otro es progresivo y por tanto no existe un límite claro establecido entre los dos. Es por este motivo por el que la combinación de los dos minerales tiene un nombre propio, si bien ese nombre no es más que la suma de las tres primeras letras del nombre de cada uno de los dos minerales (COL(umbita) + TAN(talita) = COLTAN).

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El coltán es como llamamos a una mezcla de dos minerales que es muy difícil de separar entre ellos: la columbita y la tantalita (imagen modificada a partir de wikipedia.org)

Podemos decir por tanto que el coltán es un doble mineral, ¿pero para qué lo usamos? Dado que su principal características es precisamente que tiene como elementos formadores dos metales que son muy poco abundantes en la naturaleza (el niobio y el tántalo), es evidente que su principal uso va a ser como mena principal de ambos elementos (recordemos qué son los minerales mena), aunque el tántalo también se puede obtener como subproducto de otros minerales, tales como casiterita, wolframita y scheelita. No obstante el coltán nos aporta también otros elementos químicos igualmente escasos (las llamadas Tierras Raras) pero que de nuevo son muy importantes para determinados sectores industriales, si bien en esta entrada sólo hablaré del uso que les damos al niobio y al tántalo, que por algo son los dos principales elementos que encontramos en el coltán. El tántalo como metal se emplea en equipos químicos y en aleaciones por su resistencia a la corrosión, sin duda muy importante para nuestra vida, pero el uso fundamental que le damos en la actualidad, y que supone el 60% de la producción total, es para la industria electrónica, en especial para la elaboración de condensadores electrolíticos de tántalo.  Estos condensadores son muy importantes para dispositivos eléctricos por su capacidad eléctrica más exacta que otros condensadores y porque también son mucho más pequeños, lo que los convierten en ideales para la tendencia a minimizar este tipo de aparatos que hay en la actualidad. Por su parte, el niobio es otro metal que se usa en una amplia variedad de campos dentro de la industria electrónica, además de ser un elemento que en aleaciones aporta una gran resistencia a altas temperaturas. Con estas dos características de los dos metales principales que encontramos en él, el coltán se convierte inmediatamente en un mineral imprescindible para la fabricación de equipos electrónicos como móviles, ordenadores, etc, lo que lo convierte además en uno de los llamados minerales estratégicos, minerales cuyo valor es enorme por ser fundamentales en sectores estratégicos.

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Muchos de los componentes de un móvil de última generación están fabricados a partir de elementos químicos poco abundantes en la naturaleza, dos de ellos son precisamente los constituyentes del coltán: el niobio y el tántalo (modificado de soundnews.ro)

Las guerras por el coltán

El coltán es muy famoso y no precisamente por la revolución tecnológica que supuso empezar a utilizarlo para la extracción de estos elementos tan importantes. Igual que pasó en los años 90 con los diamantes de Sierra Leona, más conocidos como “diamantes de sangre”, el coltán se conoce actualmente porque este mineral es de nuevo el motor de una serie de conflictos sangrientos en África. Porque aunque no siempre somos conscientes de ello, con su extracción se financian los grupos de rebeldes que actúan violentamente en la República Democrática del Congo y en otros países vecinos.

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La obtención de columbita y tantalita en algunos países africanos es la causa de numerosos conflictos y en muchos casos la llevan a cabo niños (imagen obtenida de theatlantic.com)

La producción mundial de tántalo ha variado considerablemente en las últimas décadas, algo que se ve muy bien en la siguiente gráfica. En el año 2000, y por tanto antes del boom de demanda, los principales países productores de tántalo (no coltán) eran Australia y Brasil, que sumaban entre los dos más del 50% de la producción mundial (62%). Por el contrario, en el año 2014 ambos países habían quedado relegados a un mísero 16%, en favor de los países de los Grandes Lagos de África, que sumaron el 79% de la producción mundial (un 67% solo la República Democrática del Congo y Ruanda). El motivo de este fuerte cambio es fácil de explicar, y es que entre el año 2000 y el año 2014, el precio del tántalo se disparó. Pero es que además, mientras que en Australia y Brasil la extracción se lleva a cabo con técnicas modernas, caras pero en principio de bajo riesgo ambiental y muy controladas, en los países africanos el coltán se obtiene mediante técnicas tradicionales y con una enorme opacidad, muchas veces con niños trabajando en las minas y con numerosos mineros que mueren a diario sin que nosotros sepamos nada de ello.

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Producción mundial de tántalo por países para el año 2000 (A) y para el año 2014 (B). Se puede apreciar cómo Australia prácticamente ha desaparecido en este lapso de tiempo mientras que Ruanda y República Democrática del Congo alcanzaron los dos tercios del total (gráfica tomada de Shift in Global Tantalum Mine Production, 2000–2014)

¿Y qué hay de otros países? El coltán, viendo cómo ha cambiado la producción en los últimos años, es evidente que no es exclusivo de África, aunque sí es de allí de donde viene el que lo ha hecho famoso. Por ejemplo, en España se sabe de la existencia de coltán en varios puntos de la geografía española (Madrid, Ourense, A Coruña, Salamanca), aunque muchas veces no es explotable por su escasa concentración. No obstante, recientemente algunas empresas han encontrado yacimientos potenciales que de explotarse reducirían nuestra dependencia del exterior en este aspecto, incluso podría convertirse en una importante exportación con la que combatir el enorme peso que tiene el coltán africano en los mercados internacionales, y que ya hemos visto para qué sirve en África. Por desgracia, como ocurre con cualquier recurso minero, su extracción es polémica y para asegurar unos mínimos medioambientales nos vemos obligados a tomar determinadas medidas que ralentizan este tipo de proyectos y encarecen el producto final, aunque al menos aquí no financiaríamos a personas que más tarde llevarán a cabo sangrientas masacres.

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Mina de Penouta, en Ourense, donde se ha encontrado coltán que recientemente se ha querido explotar para la obtencion de tántalo (imagen obtenida de sonbuenasnoticias.com)

Un futuro sin coltán

El coltán es imprescindible para las nuevas tecnologías, queramos o no, y la imposibilidad de saber si el coltán empleado en un determinado aparato electrónico viene de países en conflicto como la República Democrática del Congo, o de otros productores más regulados como Brasil, es prácticamente imposible. Sin embargo sí podemos hacer algo para no depender tanto del nuevo coltán extraído de la tierra, y es algo con lo que todos estamos familiarizados en mayor o menor medida: el reciclaje. Por desgracia, aunque en la actualidad reciclamos muchas cosas (papel, vidrio, metales…), el reciclaje de aparatos electrónicos no está todavía demasiado extendido, haciendo que algunos de los elementos poco abundantes que necesitamos para su fabricación debamos seguir extrayéndolos de la tierra. Por ello es tan importante reciclar los móviles y ordenadores viejos, ya que si aumentamos el porcentaje de niobio y tántalo que recuperamos menos dependeremos del coltán recientemente extraído, proceda de África o no.

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El reciclaje de móviles y otros aparatos electrónicos es muy importante para aumentar el porcentaje de recuperación del niobio y el tántalo que ya están en el mercado (fuente: actividades-mcp.es)

El reciclaje es una acción que, aunque aparentemente insignificante, puede ayudar a depender menos del coltán como mineral estratégico, pero no es la única manera que tenemos de no financiar a los señores de la guerra africanos. También existen otras iniciativas que pretenden reducir nuestra dependencia de lo que comúnmente se conoce como “minerales de sangre”, aunque dudo que en muchos casos tengan un éxito destacado a largo plazo. La más destacada e importante de todas ellas es muy posible que sea la iniciativa de Fairphone, una empresa holandesa que afirma trabajar con materias primas que provienen de zonas libres de conflicto, lo que de ser cierto es magnífico. El problema es que es muy difícil un control tan claro en estas cuestiones, y no sería de extrañar que tarde o temprano alguien logre vender coltán congoleño como coltán brasileño, por ejemplo.

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El Fairphone es un móvil que presume de haber sido fabricado con materias primas libres de cualquier conflicto, lo que indicaría que el niobio y el tántalo utilizados en su fabricación no estarían relacionados con zonas conflictivas (fuente: fairphone.com)

Conclusiones

No podemos decir no al coltán, y menos si cada año se venden miles de millones de aparatos nuevos que para su fabricación se ha empleado niobio o tántalo obtenidos de este doble mineral. Porque como ya dije en su momento, la geología está implícita en casi todos los aspectos de nuestra vida cotidiana, lo que incluye también los móviles que empleamos. Por ello es muy importante que la gente sepa lo que ocurre diariamente en otro país para que ellos puedan disfrutar de sus aparatos electrónicos. Porque concienciando a la población creo que se puede conseguir que la gente vea estos problemas que normalmente son invisibles en los países desarrollados. El coltán es un problema a nivel mundial, fomentado por los países desarrollados pero que afecta especialmente a las poblaciones de los países subdesarrollados. Y dado que no podemos renunciar a él, sí podemos depender menos de las extracciones en condiciones infrahumanas si reciclamos más. Creo que esa es la mejor forma que tenemos para que el coltán deje de ser un mineral manchado de sangre, al menos hasta que internacionalmente se tomen unas medidas que por el momento nadie ha planteado en alto.

Bibliografía

Curso de mineralogía descriptiva de la Universidad Nacional de Educación a Distancia: cristamine.es.

Donald I. Bleiwas, John F. Papp, and Thomas R. Yager (2015): “Shift in Global Tantalum Mine Production, 2000–2014“. In USGS-Science for a changing World.

Jeffrey W. Mantz (2008): “Improvisational economies: Coltan production in the eastern Congo“. Social Anthropology/Anthropologie Sociale, 16, pp. 34–50.

The Hague Centre for Strategic Studies (HCSS) (2013): “Coltan, Congo & conflict“. 87 págs.

Klaus Schulz and John Papp (2014): “Niobium and Tantalum-Indispensable Twins“. In USGS-Science for a changing World.

La geología como fuente de energía

Los recursos geológicos son muy variados y los empleamos para muy diversos fines, pero todos en conjunto nos sirven para recordar que la geología es imprescindible para alcanzar y mantener nuestra forma de vida. Minerales que sin ser procesados los empleamos tal cual para la fabricación de una gran variedad de productos (minerales industriales), rocas con las que construimos o revestimos fachadas (rocas ornamentales), minerales a partir de los cuales obtenemos elementos químicos que emplearemos después en un sinfín de industrias (minerales mena)… Todos tienen en común que son recursos geológicos gracias a los cuales tenemos ordenadores y móviles accesibles para casi todo el mundo en los países desarrollados, medicamentos y productos cosméticos, papel o incluso prendas sintéticas muy aislantes como el neopreno. Pero los recursos geológicos también sirven para otra función más importante para las sociedades actuales: la producción de energía.

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Imagen de la Central Termoeléctrica de Bocamina II, en Chile (fuente: terram.cl)

El carbón, lo que fue vida ahora es energía

Uno de los recursos geológicos más usados a lo largo de la historia de la humanidad ha sido el carbón, en algunos sitios llamado carbón mineral para distinguirlo del carbón vegetal (en algunas regiones llamado cisco) y que no es carbón en realidad, solo madera calentada. Porque el término carbón se refiere a un grupo de rocas sedimentarias combustibles que se producen en las turberas a partir de materia orgánica, principalmente de origen vegetal, que ha sufrido una serie de procesos físicos, químicos y biológicos. El resultado de todos esos procesos es una roca más o menos compacta y negra que posee un poder calorífico que será más alto cuanto mayor haya sido el grado de transformación, que es lo que conocemos como rango.

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El carbón es una roca organomineral formada por restos vegetales que han sufrido una serie de procesos físico-químicos (fuente: carbones-valencia.es)

El carbón por tanto se produce a partir de un proceso que recibe el nombre de carbonificación, mediante el cual la materia orgánica se transforma en carbón. Pero para que esto suceda primero es necesario que los restos vegetales se preserven de la destrucción oxidativa y microbiana, ya que no toda la materia orgánica vegetal va a transformarse en carbón. Esto ocurre especialmente en zonas pantanosas donde el agua cubre la materia orgánica en descomposición y la protege de su destrucción, de manera que si las condiciones son las adecuadas con el tiempo esa materia orgánica pasará a ser lo que conocemos como turba. Y aunque muchas veces oímos decir que la turba es un carbón de mala calidad, en realidad la turba no es un tipo de carbón, sino que se trata del primer paso para la formación de carbón. El lugar donde se produce la turba lo conocemos como turbera, y puede ser de tres tipos dependiendo de dónde se localiza, ya que podemos tener turberas parálicas si se encuentran en la costa, turberas límnicas si las tenemos en los márgenes de un lago o turberas telmáticas si están en la llanura de inundación de un río. En todas ellas, si las transformaciones continúan, podremos tener carbones en el futuro, ya que la carbonificación va a depender de tres parámetros principales asociados con el enterramiento: la temperatura, ya que a mayor temperatura mayor rango tendrá un carbón; la presión, porque de nuevo a mayor presión mayor rango, aunque este parámetro es menos importante que la temperatura; y el tiempo, ya que independientemente de los dos parámetros anteriores, a igualdad de condiciones tiene más rango el carbón que más tiempo lleve bajo esas condiciones. La carbonificación es compleja, pero es crucial para entender qué es un carbón y qué carbones existen.

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Esquema de la carbonificación, el proceso por el cuál los residuos vegetales se transforman con el tiempo en carbón, un proceso que se acelera cuanta mayor sea la presión y la temperatura (fuente: bonsaimenorca.com)

Existen varias formas de clasificar los carbones, de entre las que destacan dos. La primera es a partir de la composición, en cuyo caso hablaremos de tipos de carbones, que no es muy usada. La segunda, que es la que seguiremos en esta entrada, clasifica los carbones en función de su rango, es decir del grado de transformación y por tanto muy útil para conocer también el poder calorífico, que en definitiva es lo que nos interesa de un carbón. En este sentido distinguimos siete clases principales de carbones agrupadas en tres, si dejamos de lado la turba, que ya hemos dicho que no es un carbón propiamente dicho. La primera clase es la de los lignitos, que son los de menor rango y también los de menor poder calorífico (hasta 7000 kcal/kg), de entre los que tres variedades (Lignito A, Lignito B y Lignito C). La segunda clase es la de las hullas, también llamadas como carbones bituminosos, que tienen un poder calorífico de hasta 8650 kcal/kg. Las hullas las podemos dividir en sub-bituminosas y bituminosas. Por último tenemos las antracitas, con un poder calorífico similar a las hullas pero con menos componente volátiles, por lo que con su quema no liberamos tanto azufre. Las antracitas las dividimos en semiantracitas, antracitas propiamente dichas y meta-antracitas.

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Tabla de clasificación de los carbones según la ASTM (American Society for Testing Materials) (imagen tomada de es.slideshare.net)

El carbón en la actualidad se utiliza principalmente para obtención de energía en las centrales termoeléctricas, aunque cada vez su explotación se está reduciendo en favor de los hidrocarburos, en parte por la cantidad de gases nocivos que liberamos en su quema. E cualquier caso, el carbón es el combustible fósil del que existe mayor cantidad de recursos en el planeta (recordemos que recurso es una concentración natural de algo de interés y reserva es la parte del recurso que en un momento dado es económicamente viable su explotación). Además, a diferencia del petróleo, tiene una amplia distribución geográfica que hace que se conozcan yacimientos en prácticamente todos los países del mundo, aunque no en todos tenemos carbón con la misma calidad. Por ejemplo, en España la mayoría de carbones son hullas y antracitas, aunque en algunos lugares también tenemos lignitos negros (en  Teruel y A Coruña). En cuanto a la energía producida a partir de ellos, en el año 2014 España produjo un total de 41.352 Gwh, la mayoría a partir de hullas (datos del Ministerio de Industria, Energía y Turismo).

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El carbón está ampliamente distribuido por el mundo y eso lo hace muy independiente frente a crisis políticas como las que regulan el precio del petróleo (fuente: recap.asia)

El petróleo, mucho más que gasolinas y plásticos

Una de las grandes revoluciones del s. XIX fue el inicio del empleo del petróleo como fuente de energía, aunque en realidad este no fue el inicio de su uso, ya que desde tiempos muy remotos se ha empleado petróleo para diferentes fines. Por ejemplo, muy probablemente el famoso fuego griego de la flota bizantina estaba formado por petróleo (junto con otras sustancias), pero es que además en la Edad Media el petróleo se empleaba con fines curativos. ¿Pero qué es el petróleo? Se define con este concepto al sedimento orgánico compuesto por hidrocarburos, ya se encuentren en estado sólido, líquido o gaseoso. En este caso la materia orgánica dispersa, por lo general restos de animales acuáticos aunque también puede haberlos vegetales, ha sufrido una serie de procesos de maduración con los que los componentes orgánicos originales (aminoácidos, azúcares y lípidos) pasan a constituir geopolímeros (kerógeno y bitumen) que acabarán por dar primero petróleo y por último gas natural.

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El petróleo es actualmente el recurso energético más empleado en el mundo, ya que de él obtenemos un sinfín de productos, tales como gasolinas o gasóleos (fuente: desconocido)

Igual que ocurría con el carbón, para que tengamos petróleo en un lugar necesitamos primero que haya una elevada producción de materia orgánica que se acumule en el sedimento bajo condiciones reductoras (para que no se pueda oxidar y destruir). Este sedimento deberá sufrir un enterramiento rápido para facilitar aún más la preservación de la materia orgánica, de manera que con el tiempo pasará a constituir una roca a la que llamamos roca madre. Una vez que tengamos ya la materia orgánica constituyendo el hidrocarburo (petróleo y/o gas natural) necesitamos que este sea accesible, por lo que la roca madre ha de estar en contacto con una roca porosa y permeable que le permita migrar y almacenarse, que es lo que llamamos roca almacén. Pero no terminan nuestros requisitos aquí, ya que normalmente este petróleo en su desplazamiento debe encontrar un obstáculo que le impida seguir avanzando y le permita acumularse, que es lo que llamamos una trampa petrolífera, que puede ser estructural (causada por una falla o un pliegue) o estratigráfica (por ejemplo un cambio de facies). Con todo esto ya tenemos un yacimiento petrolífero convencional, muy diferente a los que se explotan mediante la técnica de la fracturación hidráulica, que recordemos que son conocidos como yacimientos no convencionales.

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Esquema de los diferentes tipos de yacimientos de petróleo que existen, incluyendo los denominados yacimientos no convencionales (fuente: web.ecologia.unam.mx)

Un petróleo está compuesto por moléculas orgánicas de diferentes tipos, aunque en conjunto todas ellas poseen, además de carbono e hidrógeno (fundamentales para hablar de moléculas orgánicas), cantidades importantes de nitrógeno, azufre, oxígeno e incluso metales, motivo por el que durante años las gasolinas emitían compuestos de azufre y de plomo. Estas moléculas las podemos tener en cualquiera de los tres estados de la materia en función de lo largas que sean las cadenas que definen los átomos de carbonos, ya que las hay sólidas si tienen más de 15 carbonos (resinas y asfaltos), líquidas si tienen entre 15 y 5 carbonos (bencenos) y gaseosas si están compuestas por menos de 5 carbonos (parafinas y naptenos). Esto del tamaño de las cadenas de carbonos es muy importante porque es lo que está detrás de que, cuando refinamos un petróleo, del mismo obtengamos propano y butano (gases), gasolinas y gasóleos (líquidos) o breas (sólidos).

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Izquierda: Composición química elemental del petróleo (fuente: modernd.site40.net). Derecha: Principales sustancias que forman parte de un crudo típico (fuente: refineering.wordpress.com)

En el mundo hay unos 4.000 campos petrolíferos de importancia, la gran mayoría en Oriente Medio y en muchos casos en países conflictivos, lo que ocasiona que el petróleo tenga tanta influencia en la economía mundial. Pero también tenemos yacimientos de petróleo convencional en otras partes del mundo, como es el caso de los yacimientos de Estados Unidos, del Mar del Norte o incluso de España, donde tenemos el campo petrolífero de Ayoluengo (Burgos) y ya para gas natural diversas concesiones en la Cuenca del Guadalquivir y en la costa de Tarragona. De hecho en España en el año 2014 se produjo, a apartir de diversos derivados del petróleo y gas natural, un total de 26.123 GWh, la mayoría procedente del gas natural (datos del Ministerio de Industria, Energía y Turismo).

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Balance de distribución del petróleo por el mundo, desde las áreas productoras en marrón hasta las áreas de consumo en azul (fuente: energyfuse.org)

Uranio, ¿el futuro energético?

Lo que hemos visto hasta ahora, tanto el carbón como el petróleo y el gas natural, son lo que denominamos como combustibles fósiles por ser sustancias que proceden de organismos del pasado y que “quemamos” para obtener energía. Pero existe otro tipo de recurso geológico energético que no requiere de su combustión: los minerales radiactivos. Porque todo elemento radiactivo, en su desintegración libera una cantidad de energía determinada, pero además, si optamos por bombardearlos con neutrones se libera muchísima más energía que si controlamos nos puede servir para producir electricidad, si no la controlamos estamos hablando de una explosión como las de las bombas nucleares. En este sentido, el mineral radiactivo más importante es la uraninita, un óxido de uranio de color negro que es la principal mena de este metal (ver qué son los minerales mena) y que cuando se altera da colores amarillos. De hecho lo normal es encontrarlo como una variedad en forma de masas terrosas que recibe el nombre de pechblenda.

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La uraninita es la principal mena de uranio. La imagen corresponde con un ejemplar encontrado en la Sierra de Albarrana, en Córdoba, que podemos encontrar en el Museo Don Felipe de Borbón y Grecia (fuente: uned.es)

Los átomos de uranio son muy grandes y eso hace que sea extremadamente raro que vayan a entrar en la red cristalina de los minerales, que es lo que en geología llamamos un elemento incompatible. Pero cuando tenemos un fundido magmático, a medida que se va enfriando va solidificando, pero no todo por igual, sino que poco a poco se van formando minerales con los elementos más compatibles en lo que conocemos como cristalización fraccionada. De esta manera, a final de la historia de ese fundido magmático tenemos un residuo muy enriquecido en elementos incompatibles que también solidificará, de manera que esos elementos pasan a formar parte de la red cristalina de minerales extraños formados por esos elementos que normalmente no encontramos en otros minerales. ¿Y cuál es la última roca en formarse en este proceso de diferenciación magmática? Los granitos. Estas rocas, compuestas principalmente por cuarzo, feldespato y micas, tienen minerales con elementos radiactivos como los circones, de gran importancia para conocer la edad del planeta, constituidos por elementos muy grandes como el circonio (de que les viene el nombre) con el que puede ir uranio (gracias al cuál podemos datar con ellos). Por tanto, los principales yacimientos de uranio los vamos a tener en áreas graníticas, aunque también hay otros tipos de explotaciones de uranio en otras litologías, pero normalmente el granito es una parte importante (de ahí las minas de uranio de oeste salmantino). Independientemente del tipo de roca explotada, una mina de uranio no es cualquier tontería, ya que en su explotación los trabajadores estarán expuestos a dosis importantes de radiactividad, motivo por el que una mina de estas características es también una instalación nuclear en la que hay que cumplir una serie de medidas especiales, entre ellas un correcto tratamiento de lo que no nos vamos a llevar de ella, el estéril. En cuanto al material que sí nos llevamos, el transporte es también delicado, ya que lo debemos llevar, normalmente por carretera, a una planta especial en la que fabricaremos con él el combustible nuclear que emplearemos en las centrales para producción de energía.

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Imagen del exterior de una mina de uranio con el típico cartel de peligro nuclear (fuente: izca.net)

La energía nuclear no goza de mucha aceptación por parte de la sociedad debido a los riesgos que entraña si no se hacen las cosas bien, pero no podemos negar que es altamente productiva. Una pastilla de combustible nuclear, que no es muy grande (5 g de peso), es capaz de producir la misma cantidad de energía que 810 kg de carbón, lo que nos deja bastante claro cuál es el pode energético de este recurso. Pero claro, tanta energía tiene su precio, y es que cualquier error puede suponer una catástrofe como la de Chernobil, que fue una clara negligencia, o como la de Fukushima. De hecho, tal es la productividad que en España en el año 2014, con tan solo 7 unidades nucleares instaladas, se produjeron 57.299 GWh, un 21% del total de la energía producida en el país, de manera que al menos ese año se convirtió en la segunda forma de energía del país, solo por detrás de la térmica (datos del Ministerio de Industria, Energía y Turismo).

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La energía nuclear no goza de buena imagen en la sociedad por los riesgos que entraña, a pesar de que es una forma de energía altamente rentable (fuente: wikipedia.org)

La energía geotérmica, una alternativa al alcance de unos pocos

En las últimas décadas las sociedades han evolucionado hacia una cada vez menor dependencia de los combustibles fósiles, lo que supone un incremento en el uso de otras formas de energía, en especial la energía nuclear pero también lo que llamamos como energías renovables. Dentro de este tipo de energías tenemos la energía geotérmica, de gran importancia desde el punto de vista de la geología porque tiene un origen geológico, ya que aprovecha el gradiente geotérmico de la Tierra, es decir, el aumento de la temperatura con la profundidad (que de media son 25-30º C por cada kilómetro de profundidad).

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Los géiseres son manifestaciones geotérmicas que nos muestran el verdadero potencial del calor interno del planeta en determinadas regiones (fuente: mortgagecalculator.org)

La energía geotérmica es bastante sencilla de entender, ya que emplea el calor del interior del planeta para calentar agua que mueva unas turbinas con las que se genera energía. Actualmente clasificamos los recursos geotérmicos en dos tipos en función de la temperatura del agua que hay en ellos (hay un tercer tipo sin presencia de agua): los recursos geotérmicos de alta temperatura, en los que el agua supera los 150 ºC de temperatura, a veces incluso alcanza los 400º C; y los recursos geotérmicos de baja y media temperatura, que son en los que el agua no alcanza los 150 ºC. De estos dos tipos el primero es evidentemente el más rentable, y lo vamos a tener sobre todo en regiones con un gradiente geotérmico anormalmente alto, como son las zonas con actividad volcánica. Pero esa forma de energía no es exclusiva de estas áreas, ya que también podemos aprovechar el gradiente no en superficie sino en profundidad. Eso es lo que hace un par de años propusieron unos investigadores de la Universidad de Valladolid, que habían estimado cuánta electricidad se podría obtener con el calor que se almacena bajo los diez primeros kilómetros de corteza dentro del territorio peninsular. Según dicho estudio, la Península Ibérica tendría en su subsuelo una energía que de aprovecharse quintuplicaría la producción del país, solo perforando hasta entre 3 y 10 km para inyectar un fluido a esas profundidades, que al calentarse generaría dicha energía.

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Esquema de los tres tipos de recursos geotérmicos existentes: de alta temperatura (izquierda), de media temperatura (centro) y de baja temperatura (derecha)

Hoy en día existen instalaciones para producir electricidad a partir de fluidos geotérmicos con una potencia total instalada en el mundo de más de 8.300 MWe. Las explotaciones de baja temperatura con aprovechamiento directo de calor alcanzan una potencia instalada superior a 15.000 MWt, ello sin contar los aprovechamientos en baños termales, que superan los 6.500 MWt (datos del IGME). En España no existe todavía ninguna planta geotermoeléctrica, pero teniendo en cuenta que en Canarias tenemos actividad volcánica, y además hay toda esa energía disponible en el subsuelo peninsular, esta energía es una alternativa interesante para compensar el déficit energético de país, porque como ya dijimos al principio de esta entrada: la geología también puede ser energía.

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Mapa de energía geotérmica en el mundo, indicando en rojo los países que la emplean para generar electricidad, en naranja los que la aprovechan para otros fines y en ocre los que no la emplean de ninguna forma (fuente: energy-101.org)

Los minerales mena, de la mina a la cuchara

La geología nos rodea en prácticamente todo lo que hacemos en nuestra vida sin apenas ser conscientes de ello. Las tierras raras que hay en nuestro móvil han salido de minerales extraídos de la tierra, todos los plásticos se obtienen a partir del petróleo, incluso la sílice con la que se fabrica cualquier vidrio es, en origen, un producto geológico. Por ello una afirmación muy acertada es que todo lo que nos rodea, sino ha crecido en algún ser vivo, es geología. Pero no debemos olvidar que dentro de los elementos geológicos (mal llamados con el nombre genérico de “piedras”) podemos encontrar rocas como las que esculpieron grandes artistas o las que revisten muchos edificios, algunas de ellas definen las llamadas rocas ornamentales; minerales, tan habituales en nuestro entorno y que nos pueden servir sin tratarlos para una infinidad de industrias (los llamados minerales industriales); o fósiles como los que podemos ver en muchos museos de historia natural. En esta entrada vamos a ver aquellos minerales que son empleados para obtener un elemento químico, por lo general un elemento metálico, y que por tanto antes de ser empleados para fabricar objetos hay que aplicar sobre ellos una serie de procesos mineralúrgicos y mealúrgicos: los minerales mena.

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Corta de la mina de Aguablanca, en el municipio pacense de Monesterio (imagen propia)

Extracción de la tierra

Lo primero que me gustaría tratar en esta entrada es la parte referente a la que podemos definir como la primera fase del ciclo de los minerales, centrado en los procesos mineralúrgicos que ocurren en la propia mina. En ese sentido es necesario tener presente que hay muchísimos tipos de yacimientos minerales, tanto en rocas sedimentarias, como en rocas ígneas o en rocas metamórficas. Y no necesariamente el tipo de roca indica el origen del mineral de interés económico, ya que estos yacimientos pueden haberse formado por una gran variedad de procesos durante la formación de la roca o incluso posterior a ella, pero aun así los podemos agrupar en dos tipos principales. Los yacimientos endógenos son aquellos que se han formado en el interior del planeta o a partir de material procedente de él, por lo que ejemplos de este tipo de yacimientos son los que tienen un origen ígneo (depósitos de segregación magmática y formaciones pegmatíticas / neumatolíticas), un origen hidrotermal (filones, diseminaciones o stockworks, entre otros) o un origen metamórfico. Los yacimientos exógenos por su parte son los que se forman en superficie a partir de procesos sedimentarios, ya sea mediante concentración mecánica (los llamados placeres de minerales pesados y resistentes como las esmeraldas, los diamantes y el oro, aunque los tres casos son minerales industriales), por concentración residual, por precipitación química / bioquímica o a partir de un enriquecimiento supergénico.

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Clasificación de los yacimientos minerales endógenos y exógenos (fuente: desconocido)

En todos los yacimientos, independientemente de su origen o del tipo de roca en la que se encuentran, nos encontramos con el mismo primer problema: sacar el mineral de la roca. Para ello lo que tenemos que hacer es separarlo del resto de la roca, algo que es muy fácil si estamos ante un material disgregado o suelto, pero si es una roca dura entonces tendremos que romperla antes. Lo normal en este caso es que, después de las voladuras en el frente de mina, el material sea acumulado en montones a los que se llama acopios. Y digo montones en plural porque en muchos casos el mineral de interés no está distribuido de manera homogénea por toda la roca, por lo que hay zonas con una mayor concentración, mejor ley, y otras con una ley más baja. En función de esto es muy habitual que los acopios sean separados en función de su ley, ya que así es más fácil conocer el rendimiento de los procesos posteriores a la hora de obtener la concentración final del producto. El último trabajo que se lleva a a cabo antes de entrar en la planta de la mina es la recogida del material acumulado en los acopios mediante palas excavadoras, que lo llevan a una cinta transportadora que a su vez lo introduce en la planta de la mina.

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Trabajos en los acopios de la mina de Los Santos-Fuenterroble, en la provincia de Salamanca (imagen propia)

Tratamiento mineral

Actualmente una mina es un recinto cerrado en el que tenemos diversas instalaciones destinadas a diferentes fines, con laboratorios donde se hacen los controles de calidad que sirven para conocer la ley de cada porción del yacimiento, naves en las que se llevan a cabo los procesos de separación y concentración del mineral, y balsas de agua y lodos donde se retiene el agua empleada o se llevan procesos de sedimentación. En la imagen de abajo podéis ver la planta de tratamiento de la mina de wolframio de Los Santos-Fuenterroble (Salamanca) para que tengáis una mejor idea.

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Las instalaciones mineras están constituidas por varias plantas que sirven para el tratamiento mineral (imagen de la mina de Los Santos-Fuenterroble, imagen propia)

Dentro de la planta el primer proceso que sufre el material es el de triturado, ya sea mediante machacadoras, molinos o cualquier otra herramienta similar. El objetivo de esta fase no es otro que el de obtener un tamaño de grano pequeño con el que se pueda hacer la separación mineral más cómodamente, de manera que según los estudios experimentales llevados a cabo en la propia mina el tamaño buscado será diferente. Es muy importante esta fase, ya que una vez machacada la roca se criba o se tamiza para que solo pasen las fracciones más finas que cumplan esas características de tamaño, de manera que las más gruesas o se desechan o volverán a ser machacadas en muchos casos.

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Triturar el mineral mediante molinos o rodillos es una de las fases fundamentales del tratamiento mineral dentro de las instalaciones (imagen propia)

Y con ese material fino llegamos a la parte principal del tratamiento mineral que se realiza en planta. Porque una vez tengamos ya el material triturado es el momento de separar los componentes minerales que hay en él, ya sea por densidad en varias máquinas que se encadenan una detrás de otra (ciclones, espirales, mesas vibratorias), o bien mediante imanes para separar los minerales magnéticos del resto, pero también para apartar los trozos que hayan podido desprenderse de los molinos en la fase de triturado. Toda esta parte del proceso requiere una gran cantidad de agua, por lo que luego se prensa o se seca para recuperar buena parte (normalmente se trabaja en circuito cerrado) y obtener así un material seco que es principalmente el mineral deseado, lo que se llama el concentrado de mineral. Y si hay elementos químicos tóxicos, como el arsénico, entonces este material también es recogido y enviado a otras instalaciones ajenas a la mina donde se pueda tratar y, si es posible, eliminar.

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El producto final que sale en muchas instalaciones mineras es un producto de tamaño de grano fino, como es el caso de esta scheelita de la mina de Los  Santos-Fuenterroble (imagen propia)

Todo lo que hemos visto es referente al mineral mena, pero no debemos olvidarnos que la mayor parte de la roca es estéril. Este material, que una vez se ha separado de lo que de verdad nos interesa parece que es inservible, en realidad tiene todavía una función muy importante. Y es que, al menos en el caso de España, la normativa medioambiental es muy estricta y obliga a las empresas a dejar el terreno lo más parecido a como estaba antes de la explotación. De esta manera el estéril es empleado para rellenar la corta, si la mina ha sido a cielo abierto, y moldear el paisaje, haciendo que al final de la vida útil de la mina a veces sea difícil reconocer que allí ha habido una explotación de estas características. Un ejemplo claro de esto, que demuestra que si las cosas se hacen bien no tienen por qué tener un impacto negativo en el medio, es el Lago de Puentes de García Rodríguez (imagen de abajo), en realidad la antigua mina de As Pontes (A Coruña), de la que se extrajo carbón para la cercana Central Térmica de Puentes de García Rodríguez hasta 2012.

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Imagen del lago que actualmente ocupa la antigua corta de la mina de As Pontes (fuente: desconocida)

Tratamiento metalúrgico

Una vez tenemos ya el concentrado mineral, por lo general el trabajo en la mina se acaba, pero aún nos queda camino hasta poder fabricar el producto que queremos. Por lo genral la empresa encargada de la explotación minera vende su concentrado a empresas que se encarguen de su fundición para obtener así el metal deseado, de manera que el mineral es “destruido” para sacar de él el metal y separarlo del resto, la ganga. Gracias a los procesos metalúrgicos, de los que no voy a entrar en detalle aquí, conseguimos plomo de la galena, estaño de la casiterita, hierro de la magnetita o cromo de la cromita, entre otros muchos minerales que son menas metálicas, pero también los hay de elementos químicos no metálitcos como la pirita, de la que se obtiene azufre. Porque ya sabéis, la geología nos rodea constantemente, lo queramos o no.

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Algunos ejemplos de minerales mena de elementos metálicos y algunos de los usos que les damos en nuestro entorno: cromita para obtención de cromo, empleado en los cromados de las llantas y otros; magnetita para obtención de hierro, de amplio uso en múltiples industrias, como es la fabricación de las barras empleadas en construcción; casiterita para obtención de estaño, utilizado en hilo de estaño; y galena para obtención de plomo, antes muy utilizado para las tuberías de las casas

Los minerales industriales, imprescindibles en nuestra vida diaria

La geología tiene múltiples aplicaciones en nuestra vida cotidiana, eso es indudable a estas alturas, y dentro de ella podemos encontrar un sinfín de minerales en nuestro entorno. De hecho los productos que obtenemos por minería podemos dividirlos en dos tipos en función del uso que le vamos a dar: los que empleamos para la obtención de un elemento químico, como son los minerales mena de elementos metálicos; y los que se utilizan por sus propiedades, los denominados minerales (y rocas) industriales. En esta entrada vamos a centrarnos en estos últimos, qué son y cuáles son algunos de los usos que les damos.

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Muchas de las cosas que tenemos en nuestro entorno están hechas de rocas y minerales que no requieren de un trabajo previo antes de su uso (Regueiro, 2008)

¿Qué es un mineral industrial?

Los minerales industriales son aquellos minerales que se utilizan por sus características físicas o químicas. En algunos casos requieren de un tratamiento previo antes de ser empleados, pero en otros se pueden usar en su estado natural, directamente nada más extraerlos de la tierra. Los minerales industriales se emplean en una gran cantidad de industrias, muchos de ellos para la fabricación de productos que usamos o nos rodean a diario como son el vidrio de las ventanas, los ladrillos de las construcciones o el papel que usamos. Tal es su versatilidad que la mayoría de las cosas que tenemos a nuestro alrededor están formadas por minerales industriales o han sido fabricadas gracias a alguno de ellos.

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La porcelana tan habitual en los baños se fabrica a partir de sílice

El empleo que le demos a un mineral industrial va a depender de dos factores principalmente: de la tecnología que haya en un momento dado y de las propiedades físicas del mineral. La tecnología nos sirve para encontrarle una aplicación concreta, de manera que un mineral que en el pasado carecía de uso en el presente bien puede ser utilizado para alguno de los numerosos aparatos de las nuevas tecnologías. Incluso hay minerales industriales que también son empleados como minerales mena, por lo que la división en este sentido es un poco difícil de determinar. En cualquier caso tenemos minerales industriales que son empleados como refractarios porque son capaces de resistir altas temperaturas (espinelas), otros como abrasivos por su elevada dureza (corindón o diamante), otros son muy utilizados en el mundo de las pinturas por las coloraciones que dan (rutilo e ilmenita son la base de los pigmentos blancos), algunos son empleados para cableado por su elevada conductividad (el oro o el cobre) e incluso hay minerales industriales que son utilizados como correctores del suelo en agricultura (calcita y dolomita).

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La calcita (izquierda) y el oro (derecha) son dos perfectos ejemplos de minerales industriales muy empleados en múltiples industrias

Antes hemos mencionado minerales y rocas industriales, y es que el sector no solo trata los minerales (recordemos diferencia entre roca, mineral y fósil). En este sentido debemos tener en cuenta que las rocas industriales son, como su propio nombre indica, rocas  que son empleadas por sus propiedades físicas, no para la obtención de un elemento químico o de energía. Hasta el año 2005, dentro de ellas se consideraban las llamadas rocas ornamentales, como el mármol o el granito, empleadas por su aspecto y que actualmente son tan habituales encontrarlas revistiendo y decorando las fachadas de algunos edificios, o formando las encimeras de nuestras cocinas o incluso las barras de algunos bares. Pero tal es su importancia que actualmente se suelen considerar aparte, aunque insisto, en cualquier caso no se trata de minerales y por ello no las vamos a ver aquí.

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Las encimaras de las cocinas de la mayoría de casas están hechas de losas de rocas ornamentales, en muchos casos de granito o mármol (fuente: i-cocinas.com)

Minerales industriales en nuestra vida

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Los ladrillos y el cemento se fabrican a partir de minerales industriales (fuente: desconocido)

Construcción: El mundo de la construcción está lleno de minerales industriales que son empleados para muy diversos fines. Los ladrillos y las tejas, pero también las baldosas, los azulejos o los vidrios (vidrio y cristal son en realidad conceptos opuestos, ya que el vidrio es amorfo mientras que un cristal tiene un ordenamiento interno muy concreto), son productos cerámicos. Todos ellos están fabricados a partir de arcillas, de manera que según el tipo de arcilla y el método empleado en su fabricación se van a tener diferentes materiales idóneos para diferentes funciones. También el cemento que se utiliza para “unir” ladrillos tiene una base mineral, concretamente de carbonato cálcico, y el yeso es sencillamente un mineral, un sulfato de calcio hidratado. Como podéis ver el mundo de la construcción está lleno de minerales industriales, minerales que nos rodean constantemente al formar los lugares donde vivimos y trabajamos, pero como veremos no son los únicos de nuestro entorno.

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Imagen de microscopía óptica de cómo es una lámina de papel, con granos minerales entre las fibras de celulosa (autor: M. Suárez)

Casa y trabajo: Si dejamos de lado todos los elementos de construcción, en nuestra casa y nuestro trabajo también tenemos una gran cantidad de minerales industriales. La pintura de las paredes o parte del mobiliario, en especial el de la cocina (encimeras) y el del baño (sanitarios, lavabos, bidés), tienen entre sus componentes este tipo de minerales. Pero si nos centramos en los productos que usamos a diario, la porcelana de los platos es un producto cerámico que de nuevo tiene arcilla (caolín) y feldespato en su composición, la pasta de dientes lleva calcita o diatomita como abrasivo para ayudarnos a eliminar los restos de comida, los cosméticos llevan talco y algunos además micas, los detergentes tienen sulfato sódico como principal relleno (para aumentar el volumen) e incluso los limpiadores de cocina tienen minerales industriales (carbonato cálcico o cuarzo según sea su uso). También tienen minerales industriales entre sus componentes cualquier tipo de papel (arriba podemos ver la imagen de un papel bajo el microscopio óptico en el que se identifican varios granos minerales), las puntas de los lapiceros están hechas de una mezcla de grafito y arcilla y las tizas antes eran de yeso pero ahora son de carbonato cálcico. Múltiples minerales para múltiples usos y funciones.

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Cristal de halita o sal común (fuente: wikipedia.org)

Alimentación: Este punto a veces cuesta un poco más comprender, y es que es difícil hacerse a la idea de que TODOS los días comemos minerales, pero así es. No debemos olvidar que la sal que utilizamos como condimento es en realidad un mineral llamado halita (izquierda un cristal de halita), pero es que también el pan lleva pequeñas porciones de yeso, para la elaboración del vino se emplean varios minerales, ya ni hablar de los complementos minerales que utilizamos en muchos casos, que no se llaman así por casualidad. Incluso en algunas regiones de Los Andes consumen un tipo de arcilla como una especie de “salsa”.

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El talco es un mineral que empleamos sin tratar (fuente: mujerchic.com)

Medicamentos y farmacia: La mayoría de fármacos contienen también minerales industriales, que pueden estar por diversos motivos. Algunos de ellos son el propio principio activo, el auténtico medicamento, ya sea porque sirven de protectores intestinales y/o dermatológicos (algunas arcillas), porque aportan cationes esenciales para el organismo o porque al ingerirlos inducen cambios beneficiosos en un momento dado (algunos son empleados como astringentes o como laxantes). Pero otros minerales están en los medicamentos como excipientes inertes, es decir, forman la parte que sirve para acompañar al principio activo.

En otros aspectos de nuestra vida: Si hablamos de minerales en nuestra vida no podemos olvidar a las nuevas tecnologías. Los móviles, los ordenadores y los televisores tienen una gran cantidad de componentes que son minerales industriales o han sido fabricados con alguno de ellos: la fibra óptica y los chips (sílice), el cableado (oro y cobre), las pinturas resistentes de los coches… Todos ellos nos recuerdan lo importantes que pueden llegar a ser los minerales en nuestra vida.

Consideraciones finales

Los minerales industriales son muy importantes en nuestra vida cotidiana, de eso no hay duda. No obstante muchos de ellos no son estrictamente minerales, ya que en muchos casos es mejor fabricarlos en un laboratorio que emplear los que extraemos de una mina (por rentabilidad, por requerimientos de pureza muy elevados). En esos casos no deberíamos hablar tanto de minerales como de especies minerales, ya que hay que recordar que en la definición de mineral queda muy claro que han de ser de origen natural. En cualquier caso los minerales industriales son de gran interés y por ello la industria de su explotación goza de gran prestigio. España es el único productor en Europa de varios minerales industriales de interés (sulfato sódico, feldespato y celestina), el primero del mundo en producción de sepiolita, el segundo en producción de celestina (sulfato de estroncio) y el quinto en producción de yeso (sulfato de calcio hidratado), lo que hace que esta industria tenga especial importante en nuestro país. Así que ya sabéis, cuando veáis algo que esté fabricado, pensad que muy probablemente tenga algún mineral industrial entre sus componentes.

Bibliografía

Carmen Marchán Sanz (2012): “Panorama Minero“. Instituto Geológico y Minero de España (IGME).

José Luis Sastre Pascual (2007): “Los minerales industriales: el recorrido de los minerales“. Ed. Domènech e-learning multimedia, S.A., Comunidad de Madrid, Consejería de Economía e Innovación Tecnológica, pp. 127-149.

Manuel Regueiro (2008): “Los minerales industriales en la vida cotidiana“. Enseñanza de las Ciencias de la Tierra, 16.3, pp. 276-286.

SIEMCALSA (2007): “Los minerales industriales en Castilla y León“. Ed. Domènech e-learning multimedia, S.A., Junta de Castilla y León, Consejería de Economía y Empleo, B-10379-2007.

Los indestructibles circones

¿Cómo podemos saber la edad del planeta? Esa es sin duda una de las grandes preguntas que nos podemos plantear, y con razón, cuando un geólogo nos responde con toda seguridad que, como ya vimos en la entrada dedicada al tiempo geológico, la Tierra tiene 4.600 millones de años. Ahora es fácil dar ese dato, pero durante siglos los geólogos nos rompimos la cabeza intentando encontrar la respuesta, tratando de averiguar realmente cuál era la edad del planeta. Hasta que la encontramos en un pequeño mineral que resultó ser un extraordinario y preciso reloj del tiempo geológico, en un mineral tan pequeño que incluso al microscopio nos suele costar verlo. Se trata del circón, del que hablaremos en esta entrada, de un nivel un poquito mayor al que estamos acostumbrados en el blog.

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Los circones suelen ser extremadamente pequeños. El de esta imagen tiene unas 100 micras de longitud, el grosor de un cabello humano (autores de la fotografía: Schaltegger, U.; Wotzlaw, J.F.; Martini, R. & Martignier, A.; obtenida de technology.org)

Circón, no circonita

El circón es un mineral que se encuentra dentro del grupo de los silicatos, y más concretamente dentro de los denominados nesosilicatos, minerales formados por tetraedros aislados del anión silicato (imagen de abajo) que se unen mediante cationes, por lo general divalentes (valencia 2), aunque también lo pueden hacer con aniones tetravalentes (valencia 4), que presentan una coordinación octaédrica. Sé que puede parecer complicada esta descripción, pero no se me ocurre otra forma de describir la estructura cristalina de estos minerales que, precisamente por ella, son duros (difíciles de rayar). Dentro de los nesosilicatos tenemos minerales de gran importancia, algunos con cierto valor como gemas, como son el olivino (nesosilicato de hierro y magnesio), los granates (que aparecen en El Hoyazo de Almería) o el que nos interesa en esta entrada, el circón, que es el nesosilicato de circonio (Zr).

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Los nesosilicatos son una clase de silicatos formados por tetraedros aislados de SiO4 enlazados unos con otros mediante cationes divalentes o tetravalentes. En el caso de los circones estos cationes son del elemento circonio (imagen propia)

El circón es un mineral con brillo vítreo y de color variado que va del pardo (o simplemente incoloro) al gris, verde o incluso rojo, siempre según las impurezas que presente y que son las que le dan color. Cristaliza en el Sistema Tetragonal y tiene una alta dureza (7’5 en la escala de Mohs) por lo que es más duro que el cuarzo y evidentemente mucho más que el propio acero, a los que por tanto va a rayar. También es muy resistente a la erosión, lo que sumado a la alta densidad que posee (3’9-4’8 g/cm3), hace que los cristales de este mineral se queden acumulados con facilidad en sedimentos transportados. Esto mismo les ocurre por ejemplo al oro, a las esmeraldas o a los diamantes, también resistentes y densos, dando lo que conocemos como depósitos de tipo placer. Pero los circones no sólo los encontramos en sedimentos transportados, ya que también es muy común encontrar circones en rocas ígneas y metamórficas, por lo general como inclusiones dentro de otros minerales que se formaron con posterioridad y que los englobaron.

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Izquierda: Cristal de circón visto bajo el microscopio petrográfico (fuente: commons.wikimedia.org). Derecha: Cristal de circón visto a simple vista (autor: Ángel Luis Esteban)

El circón es un mineral de gran importancia en geología pero que no obstante no tiene muchas aplicaciones en la vida cotidiana, a veces como gema, pero por lo general es normal que la gente desconozca su existencia. Por el contrario sí solemos conocer un producto que obtenemos a partir de él y que muchas veces confundimos con los circones por lo parecidos que son sus nombres. La circonita es un producto sintético (técnicamente no lo podemos llamar mineral) que no es un silicato de circonio sino un óxido de circonio, obtenido en laboratorio a partir del circonio que hemos extraído previamente de circones (aunque existe una variedad natural, esta vez sí un mineral, que en realidad no se le parece mucho y que recibe el nombre de baddeleyita). La circonita es una de las sustancias más reflectivas que se conocen, y es gracias a esa propiedad la que lo ha llevado a ser muy empleado en joyería como sustituto barato del diamante, y aunque también es bastante dura (8 en la escala de Mohs) no llega al valor que alcanza el diamante (10, el máximo en la escala). Es por todo ello por lo que a la circonita se la suele llamar comúnmente como el “falso diamante” o el “diamante de los pobres”, pero que no debemos confundir con el mineral de esta entrada, el circón.

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La circonita es el nombre que recibe un producto artificial que suele emplearse como sustituto barato de los diamantes en joyería, aunque en realidad poco o nada tienen que ver.  Su varieda natural recibe el nombre de Baddeleyita

El reloj nuclear natural

Los circones son útiles en geología porque en su interior tenemos un reloj natural muy preciso que es la clave de por qué sabemos la edad del planeta. Pero para explicar cómo funciona ese reloj debemos recordar una cuestión que ya vimos en su momento cuando hablamos de la radiactividad natural: la desintegración radiactiva. En la naturaleza existen aproximadamente 700 isótopos diferentes, de los cuales cerca de 640 son radiactivos y por tanto inestables, por lo que para alcanzar la estabilidad liberan energía en forma de radiación. A este proceso lo denominamos desintegración radiactiva y se produce a una velocidad constante que es única para isótopo, que recibe el nombre de periodo de semidesintegración. El periodo de semidesintegración fue descubierto por Ernest Rutherford en 1907 y su descubrimiento fue de tal importancia que le valió al físico y químico neozelandés el Premio Nobel de Química de 1908, pero es que además nos dio una forma objetiva de datar las cosas que contengan isótopos radiactivos. Y como prácticamente todos los isótopos existentes en la naturaleza lo son, resulta que el descubrimiento de Rutherford se convirtió en una excelente herramienta para datar cualquier cosa que exista, ya fuera originalmente un ser vivo o no. Por ejemplo, la materia orgánica está formada por carbono como principal elemento químico (aunque desde luego no el único), y por ello, cuando un organismo muere el Carbono-14 que contiene, que está en equilibrio con el existente en el entorno, empieza a desintengrarse a ese ritmo constante y conocido, de manera que sabiendo la cantidad inicial y la cantidad en la actualidad podemos saber el tiempo transcurrido desde la muerte del organismo. Es así como sabemos por ejemplo que la Sábana Santa o Sudario de Turín es originaria de la Edad Media, y por tanto podríamos decir que es una reliquia sagrada falsa, ya que fue tejida entre 1262 y 1384. Y si os preguntáis porqué el rango de error es de más de cien años, eso es debido a que todas las técnicas de datación tienen un grado de incertidumbre que nunca debemos ignorar.

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El famoso Sudario de Turín, que podemos ver en la Catedral de San  Juan Bautista, en Turín (Italia), no pudo ser la que cubrió el cuerpo de Jesucristo porque fue tejida entre 1262 y 1384. En esta imagen comparamos la reliquia a luz natural (arriba) con su negativo (abajo)

El problema del Carbono-14 es que su periodo de semidesintegración no es muy grande, de 5.730 años, por lo que no podemos emplearlo si nos queremos remontar mucho en el tiempo, por ejemplo para conocer la edad del planeta. Para ello debemos emplear otros isótopos radiactivos de mayor periodo de semidesintegración, y en ese aspecto los más empleados en geología son el Potasio-40 (1.250 Ma), que recordamos es el radioisótopo más abundante del planeta, el Torio-232 (14.000 Ma), el Uranio-235 (704 Ma) o el Uranio-238 (447.000 Ma). Y es aquí donde encontramos la importancia del circón dentro de la geocronología, porque dado que el elemento circonio tiene valencia 4 y un radio iónico muy grande, son pocos los elementos químicos que lo pueden sustituir en la red cristalizan del mineral, destacando de entre los que sí lo pueden hacer algunos que acabamos de ver, como son el torio (Th) o el uranio (U).

Padre radiactivo
Hijo estable
Periodo de semidesintegración
Potasio-40 Argón-40 1.250 millones de años
Rubidio-87 Estroncio-87 48.800 millones de años
Torio-232 Plomo-208 14.000 millones de años
Uranio-235 Plomo-207 704 millones de años
Uranio-238 Plomo-206 447.000 millones de años
Carbono-14 Nitrógeno-14 5.730 años

Los circones en las rocas

El circón, ya sabemos que silicato de circonio, es un mineral que se produce directamente a partir de un magma, pero podríamos decir que una vez formados los circones ya no se pueden destruir. Gracias a esta peculiaridad la roca original puede erosionarse pero los circones formados permanecerán en los sedimentos resultantes, aunque posiblemente algo redondeados. Y si ese sedimento litifica y se transforma en una roca sedimentaria, dentro de ella tendremos todavía esos mismos circones, lo mismo si esa misma roca acaba experimentando un proceso de metamorfismo, ya que la roca metamórfica resultante seguirá teniendo todavía a esos mismos circones. Es más, incluso si las condiciones se vuelven más extremas y acaban llevando a la roca metamórfica a sobrepasar su línea de solidus, parte se fundirá y pasará a formar un magma, dentro del cuál seguiremos teniendo… ¿sabéis qué? Efectivamente, a esos mismos circones que seguirán sin ser destruidos y que en ocasiones incluso llegan a experimentar un proceso de recrecimiento en capas cada vez más modernas. Sé que puede costar creerlo, pero observad la siguiente imagen con detenimiento y fijaros en el mineral de color pardo-rojizo. Es una biotita (una variedad de mica muy común en los granitos), y en su interior veréis muchas manchitas oscuras, normalmente formando círculos o elipses. Esas manchitas son lo que llamamos halos metamícticos y están formadas por la radiación que emiten los elementos radiactivos que contienen los cristales de circón que hay en el interior de la biotita, tan pequeños que apenas podemos verlos a esta escala. ¿Y por qué están estos cristales en el interior de una biotita? Porque cuando este granito empezó a enfriarse las biotitas crecieron rodeando a los circones, más antiguos y que acabaron como inclusiones dentro de ellas. Esto ya os advierto que es muy habitual, motivo por el que los halos metamícticos en biotitas suele ser un criterio de la presencia de circones dentro de ellas.

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Imagen bajo el microscopio petrográfico del granito de la Presa de Aldeadávila (imagen propia), con nícoles paralelos (izquierda) y con nícoles cruzados (derecha). El mineral pardo-rojizo que se puede ver es una biotita, y las manchas negras que hay en su interior son los halos metamícticos que se producen alrededor de los circones que hay en su interior

La edad del planeta a examen

Ya sabemos qué son los circones y cuáles son sus características, incluso hemos visto en qué consiste la datación por radioisótopos, pero… ¿Cómo sabemos la edad del planeta y cuál es esa edad? No voy a entrar en detalle, que ya bastante compleja está siendo esta entrada, pero mediante técnias avanzadas podemos realizar análisis puntuales de la composición química de una parte concreta del cristal que queramos, y dado que los circones tienen isótopos radiactivos en su red cristalina, su composición química se convierte automáticamente en un reloj nuclear muy preciso. Pero no solo los circones son válidos para datar, ya que cualquier mineral con radioisótopos puede servirnos para conocer la edad la roca que los contenga, salvo por un pequeño detalle: no todos los minerales se formaron a la vez. En otras palabras, si queremos datar una roca debemos estar seguros de que el mineral que analicemos se formó con ella y no ha venido heredado de una roca anterior, cosa que para los circones ya hemos dicho que puede ser bastante habitual. Pero este aparente problema deja de serlo cuando nuestro objetivo no es tanto conocer la edad de la roca, para la que siempre podremos utilizar otros minerales, sino cuál es el circón más antiguo, que nos dará una idea de la antigüedad del planeta. Gracias a todo esto ahora sabemos que el circón más antiguo que tenemos datado (siempre podremos encontrar alguno más antiguo todavía) tiene una edad de 4.374 millones de años, todo un record si recordamos que consideramos que el planeta tiene 4.500-4.600 millones de años. Y es que hay que tener en cuenta que si tenemos circones tan antiguos eso significa que en esas edad posiblemente ya teníamos una primera corteza terrestre, que debió formarse muy pronto en la historia del planeta.  De hecho los circones más antiguos se formaron poco después del Evento Theia que dio lugar a la Luna y por tanto aún en el Hádico. El planeta no debió ser mucho mñas antiguo.

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Ilustración artística del Evento Theia, la colisión entre dos planetas que tuvo como consecuencia la formación de la Luna (autor desconocida)

Los minerales en nuestra vida cotidiana

Cuando oímos la palabra mineral lo primero que nos viene a la cabeza normalmente es una “piedra” semitransparente que tiene una forma especial y un color llamativo, como el cristal de cuarzo de la imagen de abajo. En realidad con esta descripción hemos definido lo que es una gema, que veremos más adelante, ya que un mineral es mucho más que eso. Los minerales son, por decirlo de una forma simplificada, los constituyentes de las rocas (ver diferencia entre mineral y roca), pero si queremos ser más exactos en nuestra definición podemos decir que un mineral es “un sólido inorgánico natural que tiene una composición química definida y una estructura cristalina”. Es decir, un mineral es una sustancia química que no tiene un origen biológico (no son minerales ni el ámbar, que es resina fósil, ni el carbón ni el petróleo), que se ha producido en la naturaleza por procesos naturales (lo que obtenemos en un laboratorio tampoco se puede considerar un mineral), con una composición química que a grandes rasgos es siempre la misma y cuyos átomos están ordenados de una manera determinada. De hecho ese ordenamiento microscópico a veces trasciende al mundo que podemos ver a simple vista, y es entonces cuando nos encontramos con cristales bien formados de los minerales, que no siempre constituyen las llamadas gemas.

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Los minerales son compuestos inorgánicos que presentan una estructura cristalina determinada que a veces transciende al exterior, que es lo que vemos en estos cristales perfectamente formados de cuarzo (fuente: desconocido)

Los minerales se pueden formar por muy diversos procesos, pero todos ellos los podemos agrupar en tres grandes bloques según cuál sea ese origen (algún mineralogista o petrólogo me podría matar si lee esto, pero creo que es una buena clasificación para hacer una introducción al mundo de los minerales). Por un lado tendríamos los minerales magmáticos, formados a partir de un magma por cristalización, como ocurre con el cuarzo de los granitos o el olivino de los basaltos. Por otro lado tendríamos los que voy a llamar minerales de precipitación, que son los minerales que se forman no a partir de un magma como los anteriores sino a partir de una solución, como puede serlo el agua, por lo que la sal común que consumimos (halita) sería un mineral de este tipo. Pero también tendríamos un tercer tipo, los minerales secundarios, formados a partir de otros previos cuando estos se encuentran en desequilibrio con las condiciones del medio, de manera que al acomodarse a las nuevas condiciones sufren cambios que los llevan a constituir minerales nuevos. Según esta clasificación las arcillas que se forman por alteración en superficie o los minerales metamórficos, formados cuando las condiciones son más extremas, son dos ejemplos de este tipo.

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Imagen de una cantera de arcillas rojas (fuente: desconocida)

La clasificación que acabamos de ver es sencilla y pretende distinguir minerales en función de su origen de una forma rápida y fácil de entender, pero estaría cometiendo un error de divulgación sino explicase que en geología los minerales no los clasificamos así, sino que los dividimos en función de su composición y de su estructura. De esta forma tenemos que los minerales se organizan en los 12 grupos principales, que son los elementos nativos, los sulfuros, las sulfosales, los óxidos e hidróxidos, los haluros, los carbonatos, los nitratos, los boratos, los fosfatos, los sulfatos, los wolframatos y los silicatos. Pero en esta entrada no vamos a usar esta clasificación, tampoco la que he usado antes, sino que a continuación vamos a ver los dos tipos principales de minerales en función del uso que le damos: los minerales mena y los minerales industriales. Porque al fin y al cabo es lo que podamos obtener de ellos lo que nos interesa de los minerales.

Los minerales mena

Con este nombre nos referimos a aquellos minerales que utilizamos para extraer un elemento químico de ellos, ya sea uno de los constituyentes del mineral (elementos que forman parte crucial de su red cristalina) o uno de los que aparecen sustituyendo a los principales u ocupando los huecos que deja la red (elementos traza o menores). Los minerales mena son por tanto minerales de gran interés económico que han de ser procesados una vez extraídos de la tierra, muchas veces en la propia planta del yacimiento, donde la roca es triturada, cribada y en ocasiones también expuesta a otros procesos más, siempre con el objetivo de obtener un concentrado del mineral deseado que será transportada a otros lugares, ya fuera de la mina.

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Imagen de la cinta transportadora de la mina de Los Santos-Fuenterroble, de donde se extrae scheelita, un mineral muy denso que contiene wolfraio (imagen propia)

Los minerales mena son cruciales para nuestra vida cotidiana porque de ellos obtenemos la mayoría de los elementos químicos que forman parte de los productos que usamos a diario. De hecho, en función del tipo de elemento que se extrae de ellos los minerales mena los podemos dividir en dos tipos que veremos a continuación. Por un lado tenemos las menas metálicas, que son los minerales de los que beneficiamos metales, como es el caso de la magnetita para la obtención del hierro que nos rodea, la schelita para el wolframio de las bombillas, aunque no podemos olvidar que se trata de un elemento estratégico de gran uso militar, o diversos minerales que se emplean para beneficiar las llamadas tierras raras, un grupo de elementos estratégicos que son muy usados en las nuevas tecnologías (móviles, paneles eléctricos, molinos de viento, etc). Pero también tenemos las menas no metálicas, si el mineral se emplea para extraer elementos que no son metales, como es la halita para obtener cloro, la fluorita para el flúor o la pirita para el azufre.

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Izquierda: Amalgama de varios cristales de magnetita. Derecha: Fragmento de pirita en el que se pueden ver algunos cubos bien formados

Los minerales industriales

En este caso el mineral tiene interés no por su composición química, ya que no se usan para obtener un elemento que contienen, sino por sus propiedades físicas y químicas, que vienen determinadas por su estructura cristalina y su composición química. Los minerales industriales pueden ser también empleados como minerales mena, pero en este caso nos interesa su uso industrial, que hace que no se requiera de un gran procesado una vez se han extraído del yacimientoo, aunque en algunos casos es necesario eliminar impurezas o contaminantes antes de ser empleados. El grafito como el de la imagen de abajo, de John A. Jaszcak, es un claro ejemplo de mineral industrial, empleado en la fabricación de crisoles refractarios para la industria de diferentes aleaciones o mezclado con arcilla fina para formar las minas de los lápices.

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El grafito es un mineal industrial muy empleado en diversas industrias (fuente: museomineralis.blogspot.com.es)

El empleo de minerales industriales está presente en una gran cantidad de sectores industriales, no solo en la industria química y metalúrgica, sino también en la industria farmacológica (hay minerales que tienen propiedades beneficiosas para la salud, aunque en muchos casos es más económico sintetizarlos en laboratorio, en cuyo caso recordemos que ya no serían minerales), en la industria agropecuaria (algunos fertilizantes son simplemente minerales), en la industria cosmética (las micas se emplean para dar color y brillo a los productos cosméticos), para producir pigmentos naturales… No olvidéis que todo lo que nos rodea, o “ha crecido” o ha salido de una mina, y en este último punto hay muchos minerales que empleamos tal cual son extraídos.

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Ejemplos de algunas de las micas de mayor interés en productos cosméticos por sus colores

Un caso particular de minerales industriales son las gemas, que ya mencionábamos al comienzo de esta entrada. Se trata de minerales que aparecen formando cristales de gran belleza cuyo uso es méramente visual. Normalmente las gemas suelen tallarse para que adquieran un determinado brillo y para engarzarlas en joyas, pero lo cierto es que a veces estos cristales son preciosos sin necesidad de ningún trabajo sobre ellos. Las gemas se han clasificado de forma clásica en preciosas (diamantes, zafiros, rubíes o esmeraldas) y semipreciosas (granates, amatista). Y os sorprendería si os dijera que en algunos casos las gemas son variedades “especiales” de minerales cotidianos, ya que la amatista no deja de ser una variedad violeta de cuarzo, la esmeralda (abajo) de un mineral llamado berilo, o los rubíes y zafiros diferentes especies de rutilo.

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La esmeralda es una variedad especial de berilo que tiene gran valor como gema preciosa (fuente: desafiomaterno.com)

Las “piedras” se doblan

¿Os imagináis a alguien doblando una roca como si fuera plastilina? Sé que cuesta imaginar algo así, sobre todo porque lo que llamamos genéricamente con el nombre de piedras solemos considerarlo como algo rígido que o lograr romper o no serás capaz de nada más. ¿Pero y si os dijera que eso no es correcto? Porque un hierro también parece rígido e inflexible, y sin embargo cuando lo calentamos podemos moldearlo a nuestro antojo, o bueno, al menos eso es lo que han hecho los herreros desde hace miles de años. Y aunque cueste ver la imagen de una piedra “doblada”, lo cierto es que eso es algo más habitual de lo que parece a simple vista, y la geología estructural es la rama de la geología que se encarga de estudiar eso: la deformación de las rocas. Pero antes vamos a ver los tipos de deformación que existen en la naturaleza.

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El Sinclinal de la Barca es con diferencia uno de los pliegues más espectaculares y conocidos de Asturias (fuente: wikipedia.org)

Tipos de deformación

Aunque no lo parezca, las rocas se deforman igual que se deforma la plastilina entre nuestros dedos, la ramita verde de un árbol o cualquier objeto sólido, incluida una barra de hierro como antes mencionábamos. Porque para poder deformar cualquier cosa sólo tenemos que aplicarle la fuerza adecuada, o más bien el esfuerzo, que no es más que la fuerza aplicada por unidad de superficie. De esta forma, en función del estado de esfuerzos, lo que queremos deformar lo hará comportándose de forma dúctil (se doblará) o frágil (se romperá). Por ejemplo, cuando tenemos la rama de un árbol podemos doblarla con facilidad y sin mayor esfuerzo aplicándole un mínimo de fuerza, del mismo modo que podemos estirar un muelle. En ambos casos, y siempre que el esfuerzo no haya sido demasiado grande, cuando dejamos de aplicarle esa fuerza vuelven a su forma original. A ese comportamiento se le llama comportamiento elástico y la deformación que ha sufrido es la deformación elástica. Pero si por el contrario aplicamos una fuerza que supere la capacidad que tiene el objeto de volver a su forma original, entonces la deformación que obtenemos es permanente (la rama queda doblada o el muelle estirado). A este tipo de comportamiento se le denomina comportamiento plástico y es el que tienen también la plastilina o la arcilla. Hasta aquí hemos visto en ambos casos una deformación que consiste en doblar sin romper (deformación dúctil), ¿pero qué ocurre si aplicamos una fuerza aún mayor? En ese caso podemos superar otro límite, el límite de rotura, y con él la capacidad de deformarse dúctilmente, de manera que se romperá y pasaremos así a otro tipo de deformación: la deformación frágil. Por tanto el tipo de deformación que sufren los materiales no depende tanto del de qué se trata sino de dos factores: de la energía que aplicamos en forma de esfuerzo y de la resistencia que tenga ese material a ser deformado. Porque todo puede romperse, solo necesitamos aplicar la fuerza adecuada.

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La deformación frágil se produce cuando se supera el límite de rotura, antes de ello todo material experimenta una deformación dúctil que puede ser plástica o elástica

La deformación dúctil

Las rocas, como cualquier material sólido, pueden deformarse sin llegar a la rotura siempre que no superemos su límite de rotura, que por algo se llama así. Supongamos que tienes una hoja de papel en tus manos y quieres doblarla. No tendrías ningún problema en hacer un cono con él, un cilindro o simplemente un arco o una superficie ondulante si lo quisieras, y lo mismo ocurre si quieres doblar un libro de pastas blandas, solo que en este caso tendrás que aplicarle un mayor esfuerzo, que mayor será cuanto más gordo sea ese libro. Pues bien, cuando haces que una hoja o un libro entero quede formando un arco o varias ondulaciones, lo que estás haciendo es un tipo de deformación dúctil que en geología llamamos plegamiento, que no es más que la formación de uno o varios pliegues al aplicar un esfuerzo compresivo. Pero para doblar las rocas de la corteza la energía que se necesita es muchísimo mayor que la necesaria para plegar una sola hoja o un libro de pastas blandas, y esa energía que necesitamos nos la aportan los movimientos tectónicos. Por lo general los pliegues pueden tener una extensión variable, desde pliegues que vemos al microscopio (crenulaciones) hasta grandes pliegues que abarcan kilómetros de anchura. ¿Pero por qué se forman los pliegues en las rocas? Para responder a eso vamos a imagianr a dos continentes que se están aproximando por la tectónica de placas. A medida que se acercan el espacio que los separa va siendo menor, pero si los materiales que hay en esa parte intermedia no se destruyen, entonces la naturaleza debe resolver un problema de acortamiento, y la mejor forma que ha encontrado es plegándose, igual que se pliega un folio si tenemos cada mano en un extremo y las acercamos arrastrándolo. Por ello lo primero que ocurre en la aproximación de dos continentes, tanto en los materiales que hay entre ambos continentes como en los que tenemos en los dos bordes que se aproximan, es la formación de pliegues.

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Los pliegues se forman a partir de la aplicación de un esfuerzo, que no siempre tiene por qué ser compresivo

Los pliegues son por tanto el primer elemento de deformación dúctil que tenemos, ¿pero a que llamamos pliegue?, ¿a lo que “se dobla por arriba” o a lo que “se dobla por abajo”? En realidad ambos son pliegues y por lo general se forman a la vez, ya que todo pliegue que lo hace por arriba va a tener asociado otro que lo haga por abajo. Por ello en geología tenemos dos nombres en función de cómo es un pliegue, de su morfología: antiforme si se ha doblado por arriba y sinforme si lo ha hecho por debajo. Pero en muchos sitios no veréis estos términos, sino que es muy común que se hable de anticlinal y sinclinal, y aunque muchas veces un sinforme suele ser sinclinal y un antiforme un anticlinal, en realidad no estamos ante sinónimos. Porque anticlinal y sinclinal no nos hablan de la morfología que tiene el pliegue sino del orden en el que se encuentran las capas plegadas en su interior, de manera que un anticlinal es cuando las capas más antiguas se encuentran en el núcleo del pliegue y un sinclinal cuando son las capas más jóvenes las que están en su núcleo. Muy importante no confundirlos.

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Los pliegues los podemos dividir en función de muchos criterios, los más conocidos son a partir de su morfología en antiformes y sinformes (arriba) y a partir de cómo están dispuestas las capas con respecto a su edad en anticlinales y sinclinales (abajo)

Los pliegues son algo muy importante en geología, y por ello los geólogos no nos limitamos a decir si un pliegue es antiforme o sinforme y anticlinal o sinclinal, sino que necesitamos saber todo lo posible de él con el mínimo número de palabras, ya que cuanta más información tengamos mejor podremos comprender cómo se formó. Por ello existen numerosas clasificaciones de pliegues en función de diversos parámetros, siendo una de las más utilizadas la Clasificación de Ramsay. Esta clasificación distingue tres clases de pliegues en función de su geometría, concretamente en función de la variación de espesor que hay entre los flancos (los lados del pliegue) y la charnela (su centro): Clase 1 si el espesor en la charnela es menor que en los flancos, Clase 2 si el espesor es igual en todo el pliegue y Clase 3 si el espesor es mayor en la charnela que en los flancos. A esto hay que añadir que a veces tenemos varias familias de pliegues que se superponen unas a otras, para lo cuál también tenemos clasificaciones, pero no voy a entrar ya en ello.

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La clasificación de Ramsay para pliegues utiliza como criterio la curvatura de los arcos interno y externo de una misma capa, distinguiendo con ello tres clases (modificado a partir de courses.eas.ualberta.ca)

Pero no toda deformación dúctil que encontramos en geología es resultado de una compresión, ya que también hay deformación si aplicamos esfuerzos distensivos. En este aspecto destacan los boudins (morcillas en francés), un tipo de estructura deformativa producida por la extensión o estiramiento de una capa competente, que queda con un aspecto que recuerda al de una ristra de salchichas o morcillas (de ahí su nombre). En ocasiones la parte más estrecha, que se denomina neck o cuello, puede quedar tan estrangulada que acabe por romperse debido a un gran estiramiento, por lo que cada fragmento de esa capa inicial queda aislado del resto, como una salchicha o una morcilla solitaria si seguimos el símil. Los boudins por tanto se forman a partir de un proceso de estiramiento que se denomina boudinage, del mismo modo que los pliegues se forman por un proceso de compresión que se denomina plegamiento.

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Arriba: Esquema de formación de un boudin (fuente: glosarios.servidor-alicante.com). Abajo: Ejemplo de capas boudinadas (fuente: pinterest.com)

La deformación frágil

Ya hemos visto que las rocas se pueden doblar y dar pliegues o boudins, aunque también existen otros tipos de deformación dúctil que no hemos visto aquí. Pero igual que una rama la podemos romper si superamos su límite de rotura, las rocas también pueden romperse si superamos dicho límite, entrando ya en su deformación frágil. Seguro que muchas veces habéis oído la palabra falla dentro del mundo de la geología, ¿pero qué es una falla? Podríamos decir que se trata de una “grieta” en las rocas, pero no es una grieta cualquiera, sino que para que realmente se pueda considerar como una falla es necesario que con la fractura haya habido un desplazamiento apreciable, es decir, uno de los dos lados (llamados labios) se ha movido con respecto al otro al menos medio milímetro. Por lo general las fallas son estructuras que cortan espesores de decenas o incluso miles de metros a lo largo de varios kilómetros, pero también podemos tener pequeñas fallas a escala de afloramiento.

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Ejemplo de falla normal de Guatemala (photo copyright USGS)

Los geólogos distinguimos varios tipos de fallas a partir de cómo ha sido el movimiento de los labios con respecto a su inclinación, porque al igual que es importante conocer todo lo posible de un pliegue, que nos dará una información de cómo se formó, también para el comportamiento frágil el cómo es importante. De esta forma tenemos tres tipos de fallas: fallas normales, si se inclinan o buzan hacia el labio que se ha hundido; fallas inversas, si se inclinan al contrario, es decir, hacia el labio levantado; y fallas de desgarre, si el movimiento ha sido en la horizontal y no en la vertical. Estos tres tipos son los principales, pero es común que las fallas tengan un poquito de desgarre y de falla normal o inversa, incluso a veces tenemos que uno de los dos labios ha rotado, haciendo que el mundo de las fallas sea algo más complejo de lo que acabamos de describir.

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Tipos de fallas según el movimiento relativo de los bloques (imagen propia)

Un tipo particular de falla inversa con un ángulo de inclinación muy bajo son los cabalgamientos. Estos se producen en zonas donde la compresión es tan grande que el plegamiento no es suficiente para resolver el acortamiento que sufren los materiales, de manera que unos cuerpos de roca “montan” o cabalgan sobre otros más modernos. Esto lo podemos ver en una gran cantidad de lugares y en ocasiones los cabalgamientos son tan espectaculares que lo que tenemos es parte del manto cabalgando sobre materiales de la corteza.

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Cabalgamiento de Zarzuela del Monte (Segovia), donde tenemos granitos del paleozoico cabalgando sobre areniscas terciarias (imagen modificada a partir de geocaching.com. Autor: Juan Álvarez García)

¿Y qué ocurre si la rotura de las rocas no viene acompaña de un desplazamiento? En ese caso no tenemos una falla, sino que lo que se desarrolla es una diaclasa. Las diaclasas son por tanto fracturas en la roca en las que no se aprecia un desplazamiento relativo, y aunque en un principio puedan parecer menos espectaculares que las fallas, tienen una gran importancia en nuestra vida diaria, ya que las diaclasas las podemos considerar como planos de debilidad por los que se puede colar el agua en una roca en principio impermeable, facilitando de esta forma su paso.

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Diaclasado en el Pozo de los Humos, entre los municipios salmantinos de Masueco y Pereña (imagen propia)

Las diaclasas puede formarse de dos formas: por retracción si se han originado por una pérdida de volumen durante el enfriamiento de un magma en el interior de una colada de lava, o por descompresión si se han formado por los desequilibrios que experimenta una roca formada en profundidad cuando se aproxima a la superficie (por la erosión de todo lo que había sobre ella originalmente).

El equipo de un geólogo

Los geólogos somos científicos que nos podemos dedicar a muy diversas disciplinas dentro de la geología. En algunos casos todo nuestro trabajo se lleva a cabo en laboratorio o en oficinas, pero en la mayoría nuestro trabajo está en buena parte al aire libre, que es lo que llamamos trabajo de campo. Para esta parte crucial de la vida profesional de un geólogo necesitamos de una serie de herramientas concretas, algunas exclusivas de la geología, pero otras simplemente básicas para cualquier viaje al campo. Todas ellas las vamos a describir a continuación.

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Esquema del equipo de un geólogo con sus elementos más destacados (fuente: desconocido)

1. Ante todo, comodidad

Lo primero a la hora de ir al campo, los que suelen hacer senderismo lo saben muy bien, es llevar la ropa adecuada. A nadie en su sano juicio se le ocurriría ir al campo en sandalias y bermudas, pero siempre conviene recordar que a la hora de organizar un viaje de este tipo siempre debemos llevar prendas cómodas que se puedan marchar. Cuanto antes asimilemos que nos vamos a manchar mejor, más podremos disfrutar del viaje y más atención podremos prestarle a todo, además, nunca sabemos por dónde acabaremos yendo en nuestro viaje. Por ello es muy importante ir SIEMPRE con pantalón largo (o más de uno si estaremos varios días), a poder ser de una tela resistente a rozaduras o cortes de vegetación puntiaguda. Tampoco debemos olvidar que es crucial conocer el clima de antemano, y por ello llevaremos ropa de manga larga y de abrigo si se esperan temperaturas bajas, o ropa de manga corta pero sin olvidarnos de crema solar (de manga larga también se puede) cuando vayamos a estar mucho tiempo bajo el sol. La gorra, o una prenda que nos cubra la cabeza, también es muy importante para que nos proteja del sol o del frío, por lo que es una prenda que vale tanto para temperaturas bajas como altas. En cuanto al calzado, es crucial el uso de botas de campo, nada de zapatillas, zapatos u otros tipos de calzado. Es aconsejable que lleguen hasta el tobillo para protegerlo de una posible torcedura y que no sean completamente nuevas para que no nos produzcan ampollas si vamos a realizar marchas largas o a estar muchas horas con ellas. Porque insisto, lo principal es estar cómodo.

2. El equipaje, poco voluminoso

Cuando vamos al campo nunca sabemos qué vamos a encontrarnos, y por ello debemos estar preparados para prácticamente cualquier contratiempo. En este apartado debemos recordar que lo primero es la comodidad, y por ello debemos olvidarnos de maletas u otras bolsas de equipaje aparatosas que nos puedan estorbar, y es por este motivo por el que el equipaje estrella de un geólogo a la hora de estar en el campo es la mochila, como la mía (imagen de abajo). Con las dos asas colocadas para tener las manos libres, ya que a veces tendremos que trepar un poco. Dentro de la mochila deberíamos llevar agua, algo fundamental, pero también podemos llevar algo de comer, un cuaderno de campo, mapas, e incluso podemos llevar “bolsitas” individuales donde guardar las muestras, siempre debidamente etiquetadas y separando unas de otras.

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El equipo que necesitamos para ir al campo no debe ser voluminoso. En ocasiones basta con que entre en una mochila normal, mejor si es algo resistente por lo que pueda pasar (imagen propia)

3. No perder nunca tu posición

Lo más importante son sin duda los mapas, ya sean geológicos, geomorfológicos, tectónicos, geográficos… (los hay de mil tipos, cada uno para un objetivo concreto). Un buen geólogo antes de ir al campo ha invertido mucho tiempo en ver qué hay en la zona para determinar cuáles son los puntos de más interés del viaje, porque la experiencia dice que “ir a la aventura” no suele ser buena idea. En este sentido los mapas sirven antes de salir al campo pero también cuando se está en él, ya que con ayuda de una brújula, de la que hablaremos más adelante, o mediante el uso de un aparato GPS, podemos saber en todo momento dónde nos encontramos y a dónde queremos ir, incluso en qué lugar tomamos las muestras que recogemos. Por ello en gelogía es tan importante saber manejar la brújula y los mapas.

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Los mapas son imprescindibles en geología, motivo por el que los geólogos tenemos que saber leer mapas de prácticamente cualquier tipo, topográficos, tectónicos, geológicos… (imagen propia)

Pero los geólogos también necesitamos tomar notas de lo que vemos, hacer dibujos o lo que llamamos cortes geológicos (proyectar en profundidad lo que vemos en superficie), todo ello para que nos resulte más fácil entender qué hemos estado viendo una vez estemos de vuelta. Para todas estas anotaciones está el cuaderno de campo, a poder ser de pastas duras, ya que muchas veces estaremos de pie y sin un lugar donde apoyarnos, y mejor sin anillas porque en muchos casos son molestas (lo digo por experiencia como podéis ver abajo), pero también se pueden usar con ellas. En cuanto a las pinturas de la imagen, están ahí porque en muchos casos los geólogos hacemos trabajo de cartografía, pintando formaciones en función del color asignado según su edad, para lo cuál también viene bien llevar una Escala de tiempo geológica, mejor si es plastificada.

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En ocasiones los geólogos necesitamos anotar detalles, hacernos esquemas o cartografiar litologías. Por ello siempre llevamos un cuaderno de campo y en ocasiones también pinturas de diferentes colores (imagen propia)

Y por último en este apartado, aunque no sea exactamente para saber dónde nos encontramos, es la cámara de fotos. Los geólogos procuramos tener todo documentado, si es mediante fotos que nos permitan recordar el lugar con detalle es mucho mejor. En este sentido es muy importante que cuando hagamos las fotografías dejemos siempre un objeto cotidiano que nos sirva de escala, es decir, para que otros (o nosotros mismos en un futuro) al ver la foto puedan saber de qué tamaño es lo que se muestra (un bolígrafo, el martillo o una persona son los objetos más habituales por ser cosas que vamos a tener a mano y que todo el mundo conoce). En la siguiente imagen podéis ver el diaclasado ortogonal que hay detrás de la formación del Pozo de los Humos, en Masueco (Salamanca), en la que gracias a la lupa podemos hacernos una idea de sus dimensiones.

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Colocar un objeto cotidiano, como puede ser un bolígrafo, es de gran utilidad a la hora de hacer una fotografía porque permite que cualquier persona al verla se haga una idea del tamaño de lo que está viendo (fotografía: bloque de vaugnerita empelado en la restauración de la Catedral de Salamanca, imagen propia)

4. Las herramientas exclusivas del geólogo

Ahora vamos a ver los elementos que solo los geólogos solemos llevar al campo. El primero de ellos, quizás el más importante, es la brújula con clinómetro, y es que en este caso no vale cualquier brújula. Los geólogos necesitamos este objeto no solo para orientarnos, sino que también la empleamos para medir la orientación e inclinación de las estructuras geológicas (estratos, esquistosidades, paleocorrientes, fracturas), muy importante para hacer bien un corte geológico. Para este fin la brújula de un geólogo no solo marca el norte, con un limbo (fijo o móvil), sino que además tiene una herramienta que llamamos clinómetro y que nos da los grados de inclinación con respecto a la horizontal o a la vertical, lo que conocemos como buzamiento. En la imagen siguiente podemos ver cómo se mide la inclinación de un sistema de fracturas en una roca metamórfica.

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La brújula con clinómetro es una de las herramientas imprescindibles de geólogo, ya que no solo nos sirve para orientarnos sino también para medir buzamientos (fotografía: esquisto muy fracturado en Aldeadávila de la Ribera, imagen propia)

El martillo es otra herramienta muy importante para nosotros porque nos sirve para golpear las rocas y así verlas frescas (sin alteración), pero también para limpiar de maleza o de tierra si el afloramiento está cubierto, para levantar rocas sin necesidad de meter los dedos dentro, algo muy peligroso porque muchas veces puede haber animales que nos pueden picar o morder (serpientes, escorpiones, ratones). El martillo de geólogo no es cualquier martillo, ya que debe ser de cabeza ancha y pico (o paleta plana) en la parte de atrás. Eso sí, es muy importante que cuando lo usemos para golpear nos protegamos bien de las esquirlas que puedan saltar, motivo por el que muchas veces los geólogos llevamos gafas, sean de sol o no.

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El martillo de un geólogo es una herramienta útil que nos sirve para un sinfín de cosas, como romper las rocas para observarlas frescas (sin alteración superficial), para tomar muestra o para levantar rocas sin que nos puedan picar los animales que se encuentren debajo, como pueden ser serpientes o escorpiones (fotografía: migmatitas con crenulaciones en Aldeadávila de la Ribera, imagen propia)

Y por último llegamos a la lupa, una pequeña lente de aumento con la que podamos ver mejor la roca en detalle, ya que en muchos casos los minerales presentes tienen diminutos tamaños y para identificarlos necesitamos de esta herramienta. Otros objetos que también solemos llevar los geólogos son un metro, para medir espesores, distancias o simplemente para que nos sirva como escala gradada, o un bote con ácido clorhídrico para identificar carbonatos, rocas sedimentarias que reaccionan con el ácido formando espuma.

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Con la lupa que siempre llevamos encima los geólogos podemos ver detalles que a simple vista nos resultan difíciles de identificar. En esta imagen por ejemplo, correspondiente a una muestra cogida en Aldeadávila de la Ribera (Salamanca), se puede ver con detalle la punta de un cristal de cuarzo que está cubierto de una pátina negra de origen natural, posiblemente óxidos de manganeso, que han modificado la forma original del cristal (imagen propia)

5. Herramientas especializadas

Todo lo que acabamos de ver en esta entrada es el equipo habitual de todo geólogo cuando va al campo, pero en algunas disciplinas se necesitan aparatos complejos y sofisticados que son exclusivos de determinados trabajos. Dentro de este apartado se encuentran los gravímetros para medir la gravedad, los magnetómetros para medir el campo magnético, etc. Así que a partir de ahora, cuando veáis a un hombre mirando una pared de roca en el campo, recogiendo “piedras” del suelo o en mitad de la nada con un martillo en su cinturón, recordad que seguramente se trate de un geólogo, y que nunca se sabe qué puede encontrar ese día.

Los geólogos, las personas que susurran a las “piedras”

¿A qué se dedica un geólogo? Esa suele ser la primera pregunta que le surge a la gente cuando le dices que has estudiado geología, y aunque no sea cierto, porque ya hemos dicho que las “piedras” no existen, uno acaba explicando que estudia piedras. ¿Y por qué decimos que estudiamos algo que no existe? ¿La geología no sirve para nada y por eso tenemos que justificarnos de esta forma? No es eso. La geología es un mundo tan complicado, una ciencia pero también varias disciplinas con múltiples aplicaciones prácticas en diversos campos no científicos (minería, construcción, protección civil), que suele darnos mucha pereza explicarla con más detalle. Por eso a la larga preferimos la comodidad que da una afirmación tan sencilla que todo el mundo pueda entenderla con facilidad a la primera. Y es por ello por lo que podemos decir, aludiendo al título en español de una novela de Nicholas Evans (y a su versión cinematográfica protagonizada y dirigida por Robert Redford), que los geólogos son las personas que susurran a las “piedras”, una afirmación en principio absurda pero que como veremos en esta entrada no se aleja tanto de lo que ocurre en realidad.

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Estudiar geología implica hablar con las piedras para descubrir sus secretos

¿Estamos locos los geólogos?

Esa pregunta es interesante, y aunque en un principio pueda parecer que dedicarse a la geología es cosa de locos y que todos los geólogos estamos un poco pasados de rosca por hablar con objetos inanimados, debemos tener en cuenta que las rocas, los minerales y los fósiles en realidad están mucho más vivos de lo que pueda parecer en un principio. Todos ellos son seres que tienen una historia detrás que están deseosos de contar, una historia de millones de años de duración que a veces podemos considerar como una auténtica odisea. Por ello, si prestamos atención y sabemos qué hacer podemos oír esa historia, no usando los oídos, al menos no solo, ya que para conocer bien la historia que hay detrás de lo que mal llamamos “piedras” son necesarios los cinco sentidos. Por eso los geólogos nos fijamos en el color, el tacto, el olor a veces, su sabor en otras, incluso el sonido que hacen al ser golpeadas, para conocer mejor lo que tenemos ante nosotros. ¿Pero por dónde empezar?

El saludo y la presentación

Lo primero que cualquiera, no solo un geólogo, debe hacer siempre que tenga un elemento geológico ante él o ella y quiera saber de qué se trata es, como no podía ser de otra manera, identificar el tipo de elemento que es para poder ponerle un nombre. Igual que cuando conoces a alguien por primera vez te dice que se llama José o Isabel, las “piedras” tienen nombres muy diversos. Pero nosotros aquí las vamos a agrupar en los tres tipos principales que ya hemos visto: rocas, minerales o fósiles. Una vez que ya sabemos ante qué estamos podemos pedirle además el apellido, muy importante en geología porque rocas hay muchas, igual que hay muchos Josés y muchas Isabeles, y si sabemos que estamos ante una roca ígnea, no será igual que si estamos ante una roca sedimentaria. Y si en lugar de una roca lo que tenemos es un fósil, no es lo mismo que sea el fósil de un organismo, el caparazón de otro o la marca que dejó en vida (una icnita).

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Las piedras están deseosas de contarnos sus historias, sólo tenemos que saber prestarles atención para conocerlas (modificado de periodistadigita.com)

La conversación

Ahora que ya sabemos si estamos ante una roca, un mineral o un fósil, con suerte incluso qué tipo de roca, de mineral o de fósil que es, debemos seguir preguntándole cosas a nuestro amigo geológico.  Esta parte es un poco como cuando intentamos descubrir la identidad del personaje que tiene nuestro compañero cuando jugamos al Quién es Quién. Pero en este caso no debemos preguntar qué color de pelo tiene, si sus ojos son azules o si su cabeza es ancha o fina, ya que con elementos geológicos nosotros debemos preguntarle por su color, cuál es, si es siempre igual o si tiene cambios de coloración; si es una roca sedimentaria podremos preguntarle además si está formada por granos (roca detrítica) y si es así si esos granos se parecen a los de arena, son más finos o si son más parecidos a los cantos de grava; pero si estamos ante el fósil de un organismo con concha también podremos preguntarle si tiene espinas o bultos, que es lo que llamamos elementos ornamentales. Como podéis ver las preguntas que se pueden hacer son miles y dependenderán siempre del nombre que nos ha dicho cuando nos hemos presentado (de ahí la importancia de una correcta identificación). Pero no sólo hay que fijarse en los aspectos visuales, ya que también debemos preguntarle por otras cuestiones, como el hecho de si huele o no y en caso de que huela a qué, si es una sal y tiene sabor o no (aunque hay muchos elementos que son tóxicos, por lo que lo mejor es no chupar nunca rocas, minerales o fósiles que no hayamos identificado bien antes)… Con todos estos detalles que vamos sacando en nuestro análisis podemos poner no solo nombre y apellido a nuestro amigo geológico, sino también conocer otros datos de interés como su número de teléfono o dónde vive, pero no de dónde es originario. Para eso debemos dar una vuelta más a nuestra conversación y convertirla en un interrogatorio.

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Una roca, un mineral o un fósil pueden enseñarnos muchas y útiles cosas (modificado de periodistadigita.com)

Una vez que tenemos todos esos datos es hora de preguntarnos el por qué está ahí y el qué significa que lo tengamos donde ha aparecido, lo que nosotros llamamos poner en contexto. Pero para responder a ambas cuestiones necesitamos de unos mínimos conocimientos que los geólogos hemos adquirido a lo largo de años de estudio y práctica, aunque no os preocupéis porque esos mismos conocimientos están también disponibles en libros o en internet (mucho cuidado con este último), donde deberemos buscarlos. Por ejemplo, si hablamos de una arenisca, que no es más que arena litificada, se pueden buscar estructuras internas que nos revelen si esa antigua arena fue depositada por un lago, por un río o por el viento (formando dunas), lo que ya nos estaría hablando de diferentes ambientes sedimentarios. Pero si en su lugar tenemos una roca de metamorfismo de contacto, como son por ejemplo las corneanas, su presencia nos llevaría inevitablemente a pensar que cerca deberíamos encontrar un cuerpo ígneo, como lo es un granito, por ejemplo. Y lo mismo ocurre si no tenemos una roca sino un fósil, en cuyo caso deberemos identificar el tipo de fósil, algo muy importante porque algunos organismos son exclusivos de un momento determinado de la historia geológica del planeta o de una región concreta, por lo que su presencia ya nos podría estar hablando del tiempo e incluso de la geografía de aquel momento. Por ejemplo, si encontramos un trilobites, la roca en la que lo hemos encontrado va a pertenecer sin lugar a dudas al Paleozoico, pero si en su lugar tenemos un rudista, inmediatamente sabremos que estamos en materiales del Mesozoico que fueron depositados en un mar tropical.

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Los geólogos somos las personas que “hablamos” con las piedras para descubrir sus secretos y desentrañar sus misterios (imagen tomada de humbertsanz.com)

La despedida

Como ya hemos dicho la geología es una disciplina muy amplia con múltiples ramas, científicas y no científicas, y por ello normalmente nos “especializamos” en un área concreta. Hay geólogos que saben muy bien leer los fósiles (paleontólogos), otros las rocas metamórficas y otros sencillamente se dedican a buscar y localizar un recurso geológico, como es el petróleo, el carbón o cualquier mineral de interés. Y es eso por lo que es tan difícil encontrar a un geólogo que sea capaz de leer la historia que nos cuenta cualquier elemento geológico que le entreguemos, sobretodo cuando el contexto es en ocasiones crucial. Aun así, todos los geólogos, nos dediquemos a la geología como ciencia o como trabajo para ganarnos el pan, sabemos que la frase “dar menos que una piedra” es un error, ya que tanto las rocas, como los fósiles y los minerales pueden darnos mucha información si sabemos prestarles atención, información que puede servirnos para hacer un túnel sin riesgo a que se pueda derrumbar, para saber dónde debemos meter las máquinas para obtener un recurso o simplemente para comprender un poquito mejor el mundo en el que vivimos y los problemas a los que nos enfrentamos. Lo único que tenemos que hacer siempre es prestársela y no ignorarlas, porque aunque no tengan sentimientos, las “piedras” siempre están dispuestas a ayudarnos si les pedimos ayuda de la forma adecuada.