VIII. LOS MINERALES Y LOS ENERG�TICOS EN EL OC�ANO
LA EXPLORACI�N de las profundidades oce�nicas no se ha limitado s�lo al descubrimiento de extra�as y asombrosas criaturas, o aclarar el origen y evoluci�n geol�gica de nuestro planeta, sino que tambi�n se han desarrollado ciencias aplicadas cuya finalidad es aprovechar los recursos que los mares le ofrecen a la humanidad.
La geolog�a no es s�lo una ciencia te�rica y especulativa, ya que tambi�n maneja t�cnicas de gran utilidad para el hombre, como la localizaci�n y explotaci�n de los minerales, rocas y aguas subterr�neas; el aprovechamiento de fuentes naturales de energ�a —carb�n, petr�leo, gas natural, minerales radiactivos, etc�tera— el estudio de los terrenos para construir tanto en continentes como en costas, as� como las investigaciones que permiten prevenir cat�strofes naturales producidas por inundaciones, erupciones volc�nicas y terremotos.
Un nuevo campo de la geolog�a aplicada es el estudio de la geolog�a del espacio; por ejemplo, el an�lisis de las muestras de las rocas lunares tra�das por los astronautas del programa Apolo.
La geolog�a ha servido al hombre para que aproveche los minerales, que en la tierra son cada vez m�s dif�ciles de encontrar. A medida que se agotan los yacimientos continentales, el porvenir de la miner�a se desplaza hacia la exploraci�n y explotaci�n submarinas, ya que el oc�ano contiene casi todos los minerales conocidos.
El mar oculta, diseminados en el seno de sus aguas, miles de millones de toneladas
de aproximadamente 77 elementos qu�micos, como el cloro, sodio, magnesio, azufre,
aluminio, yodo, cobre, zinc, plomo, mercurio, oro, esta�o, fosfatos y otros
muchos. En la actualidad, los tres principales minerales que se extraen de manera
rentable del mar son la sal, �nico producto que el hombre obtiene en grandes
cantidades; el magnesio, junto con sus compuestos, y el bromo, pero aun falta
explotar otra gran riqueza mineral del oc�ano.
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| Sustancia |
Cantidad (miles de millones
de toneladas) |
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| Cloruro sódico |
38 000 000 |
| Sulfatos |
3 300 000 |
| Magnesio |
1 600 000 |
| Potasa |
480 000 |
| Bromo |
83 000 |
| Oro |
10 000 |
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Los oc�anos contienen 1 350 millones de kil�metros c�bicos de agua. Los t�cnicos calculan que en cada cuatro kil�metros c�bicos de agua del mar existen 165 millones de toneladas de minerales; sin embargo, los problemas que se presentan para aprovecharlos son innumerables, ya que estos minerales se encuentran esparcidos en concentraciones tan peque�as que su extracci�n es, por el momento, impracticable.
Una de las inc�gnitas que m�s ha inquietado a los qu�micos es c�mo extraer de las aguas oce�nicas los 10 millones de toneladas de oro que, seg�n los c�lculos, est�n disueltos en su seno. El qu�mico alem�n Ernst Bayer, de la Universidad de Tubinga, fue el primero que extrajo oro del agua del mar. Pero su m�todo no fue costeable. De un total de 100 litros de agua, s�lo pudo extraer, despu�s de un largo y costoso proceso, 1.4 millon�simas de gramo de ese metal, por lo que se necesitar�an 97 millones de litros de agua para obtener s�lo un poco m�s de un gramo y medio de oro.
Obtener minerales del oc�ano no es un hecho nuevo. Se sabe que hace 4 000 a�os el hombre aprendi� a conseguir sal com�n mediante la evaporaci�n solar del agua del mar. Hace 2 000 a�os los polinesios arrancaban pedazos de coral de los arrecifes, y produc�an con ellos bloques para sus construcciones. De las conchas de los caracoles Murex los fenicios obten�an sustancias que utilizaban como colorantes.
Durante muchos a�os el hombre no prest� atenci�n a la miner�a marina, pero conforme se incrementaron los conocimientos sobre los oc�anos se fueron abriendo las posibilidades de aprovechar esos recursos. Los minerales del mar se pueden dividir en: sustancias disueltas; compuestos depositados en playas; dep�sitos minerales de las plataformas, taludes continentales y zonas profundas del oc�ano, y filones o masas metal�feras diseminadas.
Entre las sustancias disueltas se encuentra azufre, bromo, litio, magnesio, fosfatos, potasio y sodio. Actualmente se han empezado a dise�ar t�cnicas de explotaci�n rentable, por lo que ya es posible extraer azufre, bromo, magnesio, potasio y sodio de las aguas oce�nicas. Por ejemplo, una f�brica de Texas extrae el magnesio, valioso y liviano metal. Se ha calculado que en cada cuatro metros c�bicos de mar hay 5.75 millones de toneladas de este mineral, que se utiliza en la construcci�n de aviones y en veh�culos espaciales, ya que es 35 por ciento m�s ligero que el aluminio y alcanza una solidez mayor en aleaciones. Tambi�n se emplea para producir medicinas, dent�fricos y tintas de imprenta. La misma fabrica obtiene del agua del mar el 80 por ciento del suministro nacional de bromo, contenido en gasolina refinada y en medicinas.
El cloro y el sodio, que forman la sal com�n, han sido aprovechados desde tiempo inmemorial. Actualmente se producen y se consumen 130 millones de toneladas anuales de sal en el mundo. Una de las salinas m�s grandes es la de Guerrero Negro, en Baja California Sur, que tiene una extensi�n de 22 mil hect�reas de concentraci�n y 3 000 de cristalizaci�n de sal. Esta salina produce cinco millones de toneladas anuales, y le sigue en tama�o y producci�n la de Jap�n, que elabora tres millones de toneladas. En Australia hay cuatro salinas, de donde se sacan cinco millones de toneladas. Estos tres pa�ses producen al a�o 13 millones de toneladas de sal de exportaci�n, as� como 117 millones que sirven para consumo local.
Las salinas se sit�an en zonas c�lidas y secas. El agua del mar se conduce por canales a los estanques de concentraci�n, en donde se ve aclarada como consecuencia de la sedimentaci�n de las part�culas que contiene. Despu�s se lleva a estanques m�s peque�os y poco profundos, llamados de cristalizaci�n. Aqu� el agua se evapora y da lugar a unos cristales de sal que forman una costra en el fondo, la cual se recoge, se lava, se seca y se almacena. El resto del agua se regresa al mar, sin separar otros minerales como el bromo y el potasio, que podr�an ser utilizados.
El rendimiento general de las salinas es de 1.3 toneladas de sal por cada 1 000 metros c�bicos de agua procesada. La sal, seg�n la cantidad de cloruro de sodio que contiene, se clasifica en: de primera calidad, que tiene 96 por ciento de sal y se usa para la alimentaci�n; de segunda, que contiene de 94 a 95 por ciento, y se emplea en la industria qu�mica, y de tercera, con 90 a 91 por ciento, que se utiliza en la refrigeraci�n y en otras �reas industriales.
El bromo es un metal que abunda en el mar, donde por cada metro c�bico de agua se encuentran 65 gramos. Cuando empezaron a emplearse los combustibles l�quidos en los motores surgi� la necesidad de usar el bromo como antidetonante. Por esta raz�n se increment� su consumo de tal manera que se construyeron f�bricas de extracci�n en Europa, África y Am�rica. Entre las principales destacan las rusas, situadas en el Mar Negro, y las inglesas, en el Mar Muerto.
La obtenci�n de las sustancias minerales disueltas en el agua del mar requiere de m�todos complicados, pero ya existen t�cnicas de extracci�n. Se ha observado que los organismos marinos aprovechan para su uso algunas sustancias. Los caracoles, las ostras y los corales emplean el calcio para formar su vivienda; ciertas algas fijan el yodo, y el fitoplancton absorbe fosfatos y nitratos.
El hombre ha podido obtener minerales con la ayuda de los seres vivos del oc�ano. Por ejemplo, casi todo el suministro mundial de yodo se ha podido obtener mediante el procesamiento de algas marinas, sobre todo de los dep�sitos antiguos de las que est�n en tierra.
Los compuestos depositados en las playas, llamados placeres, son como tesoros ocultos del fondo marino. Dichas sustancias proceden de los continentes. Por ejemplo, las aguas de los r�os erosionan las rocas y arrastran los minerales que �stas contienen hasta la playa, donde se empiezan a formar nuevos yacimientos. Posteriormente, las mareas y el oleaje separan los diferentes componentes. Los m�s pesados quedan entonces en las capas inferiores, form�ndose as� los yacimientos definitivos.
Algunos de los placeres de oro m�s importantes se encuentran en Nome, al oeste de Alaska, los cuales son considerados como de los m�s grandes, comparables con los que se explotaron hace un siglo en Canad�, Australia y California.
Los yacimientos costeros que adem�s de ser extensos suelen ser muy ricos, se hallan repartidos a lo largo y a lo ancho de las costas, debido a que el nivel del agua ha cambiado en el transcurso de los a�os. As�, debido a que los minerales en la playa no se encuentran a grandes profundidades, su explotaci�n resulta relativamente f�cil. Ello ha permitido el descubrimiento de gran cantidad de yacimientos, lo que ha estimulado el desarrollo de la miner�a marina.
En muchos pa�ses, la explotaci�n de los minerales de las playas est� proporcionando grandes ingresos anuales. Por ejemplo, Australia obtiene alrededor de 50 millones de d�lares por la explotaci�n de los minerales que se extraen de sus costas. El 93 por ciento de la producci�n del mineral de rutilo que obtiene ese pa�s, mineral que contiene altas cantidades de titanio, proviene de los yacimientos australianos. De estos mismos lugares se extrae zirc�n en abundancia, que se utiliza para producir el zirconio, indispensable en la construcci�n de turbinas, reactores nucleares y en la industria el�ctrica.
En las costas africanas se descubrieron grandes yacimientos de diamantes. Estas piedras preciosas son comparables en calidad a las que se extraen de la tierra. Las actividades de esta clase de extracci�n fueron iniciadas por el barco-f�brica Diamantkus que filtra 300 toneladas de barro cada hora para obtener alrededor de 700 kilates de diamantes en un d�a. En la actualidad funciona en África una flota de barcos extractores de diamantes.
En las costas de M�xico se han encontrado placeres, como los de ilmenita, magnetita, rutilo y zirc�n, situados en las playas de Colima; de cobre y cinc, localizados en Guaymas y Santa Rosal�a, Baja California Sur; de oro, ubicados en la desembocadura de los r�os de Sinaloa; y de fosforita, que est�n en las costas de la pen�nsula de Baja California. Algunos de �stos como la fosforita, ya se encuentran en producci�n.
Recientemente se han descubierto muchas riquezas minerales en el Ant�rtico. En Tierra Victoria, cerca del glacial de Rennick, han encontrado molibdeno, torio, uranio, cobalto y platino. En el glacial de Lille se localiz� molibdeno, y en el glacial de Scott, en los montes Transant�rticos centrales se localiz� un dep�sito de uranio.
El hallazgo m�s importante de esa regi�n corri� a cargo del ge�logo Edward J. Zeller —de la Universidad de Kansas, Estados Unidos—, quien encontr� un gran dep�sito de torio en el glacial de Darwin, en la sierra Transant�rtica. El torio es un elemento radiactivo capaz de sustituir al uranio en la producci�n de energ�a nuclear.
Se han descubierto asimismo otros minerales m�s escasos llamados tierras raras, como el cerio, el itrio, el lantano, el esta�o, el niobio y el zirconio, elementos que tienen m�ltiples usos en la industria farmac�utica y en la petrolera, entre otras.
Los yacimientos de las plataformas continentales se formaron durante las glaciaciones ocurridas en el Pleistoceno, cuando el nivel del mar era de 90 a 150 metros m�s bajo que el actual. Por lo tanto, las playas de aquel entonces, en donde se depositaron los minerales, actualmente forman parte de la plataforma continental cubierta por agua. Los principales minerales que se encuentran en las plataformas continentales son la fosforita, la glauconita, el carb�n y el petr�leo y sus derivados.
La fosforita fue localizada en yacimientos formados por n�dulos hasta de 60 cent�metros de di�metro situados en los bordes de las plataformas y en bancos submarinos.
La glauconita es com�n en las plataformas, donde se encuentra en capas de arena de color verdoso. Estos dos minerales sirven para preparar abonos.
Los yacimientos de carb�n que existen en la plataforma continental son semejantes
a los que se encuentran en el continente, y muchos de ellos son continuaci�n
de �stos. La explotaci�n de los mismos se efect�a ya en plataformas de poca
profundidad, como sucede en las costas de Jap�n, Taiw�n, Turqu�a, Reino Unido,
Canad� y Chile, en donde se extrae carb�n con un valor anual de 350 millones
de d�lares.
Los yacimientos de petr�leo que se encuentran exclusivamente debajo de los sedimentos del fondo oce�nico, se localizan a profundidades que var�an de cientos a miles de metros. Sin embargo, en la actualidad s�lo se explotan los de la plataforma continental.
El petr�leo, a diferencia de los otros minerales, es de origen org�nico. Los restos de vegetales y animales de los periodos Cret�sico y Terciario se mezclaron con otros sedimentos, como arena, limo y arcilla, y se transformaron conforme se fueron enterrando a ra�z de la erosi�n continental; debido a esta descomposici�n la materia org�nica alcanz� un estado en que el carbono y el hidr�geno se combinaron, en ausencia total de ox�geno, formando los hidrocarburos.
El n�mero de �tomos de carbono que integran las mol�culas de los hidrocarburos
son variables constituyendo compuestos que reciben el nombre com�n de productos
del petr�leo. Tal es el caso del petr�leo crudo y el gas.
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| Producto |
No. de átomos
de carbono |
usos |
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| Gas | 1 - 4 |
Gas combustible |
| Gasolina | 4 - 12 |
Combustible para motores |
| Nafta | 7 - 12 |
Solvente |
| Kerosina | 12 - 15 |
Combustible para motores diesel, calefacciones, tinta para imprenta |
| Combustóleo | 15 - 18 |
Combustible para motores diesel |
| Aceite lubricante | 16 - 20 |
Lubricación |
| Parafina asfalto | 20 -
34 |
Impermeabilizantes, revestimiento de caminos |
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*Tomado del American Society Testing
Materials.
Para que estos productos del petr�leo se acumulen en cantidades explotables, es necesario que se depositen en secciones espesas de estratos sedimentarios, los cuales est�n formados por rocas de estructura laminar org�nica que constituyen las principales fuentes de hidrocarburos; en capas permeables de reservorio, como la piedra arenisca; y en capas impermeables consistentes en l�minas compactas; estructuras abovedadas, de estratos permeables, que dan cabida al petr�leo crudo. As�, el petr�leo y sus derivados quedan depositados dentro de estas capas de reservorio o rocas-almacenes, de naturaleza porosa.
En las plataformas continentales hay un sinn�mero de yacimientos de petr�leo, cuyas caracter�sticas son semejantes a las de la zona continental. Estos dep�sitos son explotados en pa�ses como Estados Unidos, Gran Breta�a, Uni�n Sovi�tica, los pa�ses �rabes, M�xico y Venezuela, donde se perforan pozos a una distancia hasta de 100 kil�metros de la costa.
Todos los recursos minerales hallados en playas, plataformas y taludes continentales quedan superados en cantidad por los gigantescos campos de n�dulos metal�feros, que cubren amplias zonas del fondo marino profundo.
A partir de 1870 el buque Challenger comenz� a descubrir n�dulos o acumulaciones de minerales en el fondo del Oc�ano Atl�ntico. Los estudios oceanogr�ficos posteriores han demostrado que aproximadamente 40 millones de kil�metros cuadrados del fondo del oc�ano est�n cubiertos por esos n�dulos, lo que representa el 10 por ciento del �rea total del fondo de los mares, calculada en 360 millones de kil�metros cuadrados.
Estos n�dulos miden desde unos cuantos mil�metros hasta 30 cent�metros de di�metro, con un tama�o promedio de tres cent�metros. Sin embargo, existen algunos n�dulos de mayor tama�o, como el que se obtuvo al este de Filipinas en 1958 y el cual pes� 850 kilogramos. Seg�n otros autores, lleg� a encontrarse un n�dulo de cuatro toneladas.
Los n�dulos se componen principalmente de manganeso as� como de hierro, n�quel, cobre y cobalto dispuestos en capas conc�ntricas. Se estima que los dep�sitos m�s ricos pueden producir hasta 45 por ciento de manganeso, metal indispensable en la producci�n de acero. En el centro llevan alg�n objeto duro, como peque�as piedras de lapilli o p�mez volc�nica, dientes antiguos de tiburones, pedazos de hueso de ballena, trozos de corales y de esponjas calc�reas. Sus capas se distribuyen de tal modo que les dan una consistencia porosa y ligera.
Sobre el origen de los n�dulos se ha discutido mucho, y todav�a se sigue investigando al respecto. Algunos piensan que la formaci�n de los mismos se inicia cuando los objetos duros, que generalmente se encuentran en el fondo, comienzan a recubrirse de los minerales debido a la atracci�n el�ctrica, de manera semejante a como las otras producen sus perlas. Como se han encontrado algunos sin centro duro, se ha pensado que los n�dulos se formaron a partir de un peque�o n�dulo m�s antiguo. Se cree tambi�n que en su formaci�n intervienen ciertas bacterias que transforman los elementos met�licos del agua del mar.
Estas acumulaciones, que tardan miles de a�os en formarse, provienen de materias suspendidas en las aguas oce�nicas. Se calcula que 10 millones de toneladas de estos compuestos son transformados cada a�o en n�dulos de manganeso.
Existen dep�sitos muy ricos de manganeso, como la llamada "provincia de mineral", situada en el Pac�fico norte, desde el Ecuador hasta las islas Hawai. Con cerca de 6 millones de kil�metros cuadrados, este dep�sito contiene cuando menos 26 mil millones de toneladas de mineral.
La principal dificultad para su aprovechamiento es que los valiosos n�dulos se encuentran a una profundidad de 4 300 metros, lo que representa numerosos problemas para su explotaci�n. Su extracci�n costeable depende de que se dise�en t�cnicas eficaces de recuperaci�n para llevarlos a la superficie y transportarlos a tierra para su posterior elaboraci�n.
En M�xico, se han localizado dep�sitos de n�dulos en el Oc�ano Pac�fico con mayor volumen y concentraci�n en el �rea de las fallas Clarion y Clipperton dentro de su zona econ�mica submarina.
Otro tipo de n�dulos encontrados en el fondo del mar, generalmente en las cercan�as de los taludes continentales son los formados por altas concentraciones de fosfato, hasta un 30 por ciento, y peque�as cantidades de compuestos met�licos, originados por la descomposici�n de restos de seres vivos.
Frente a las costas de California, se localiz� una zona de 15 000 kil�metros cuadrados que contiene 1 000 millones de toneladas de n�dulos de fosfatos; �stos llegan a pesar hasta 100 kilogramos, sin embargo, su di�metro promedio es de 5 cent�metros.
La antigua esperanza de la humanidad de extraer tesoros del mar se ha empezado a convertir en realidad al aprovechar los minerales de los oc�anos. La m�xima importancia la tienen los dep�sitos submarinos de petr�leo y gas natural, descubiertos hasta la fecha, que son y seguir�n siendo la fuente principal de energ�a de que dispone el hombre.
Tambi�n se est�n obteniendo, a partir de los sedimentos marinos, diferentes materias primas: mineral de hierro frente a las costas japonesas; zinc en las aguas del archipi�lago malayo; diamantes en las aguas de África del Sudoeste y existen ya, instalaciones costeras dedicadas a la extracci�n de sodio, magnesio, n�quel, cobalto y cobre.
Sin embargo, falta que la ciencia y la industria elaboren tecnolog�as costeables
para la explotaci�n de los 15 000 millones de toneladas de cobre; igual cantidad
de toneladas de manganeso; 20 000 millones de toneladas de uranio; 10 000 millones
de toneladas de oro; o 500 millones de toneladas de plata, adem�s de otras valios�simas
sustancias que se hallan en las aguas marinas.
