Los volcanes serán muy pronto nuestros grandes aliados. En su interior está la clave para el futuro de la tecnología energética

Con una superficie de 7.741.220 km², Australia es uno de los países más fascinantes del mundo. Más del 80% de su fauna no se encuentra en ningún otro lugar, encontrando animales tan curiosos como el canguro, el koala, el ornitorrinco o el demonio de Tasmania. Además, tiene algunos de los paisajes más diversos: desde el árido desierto del Outback hasta la Gran Barrera de Coral, pasando por selvas tropicales y playas paradisíacas.

A unos 400 kilómetros al noroeste de Sydney, al sur de Dubbo (la ciudad más poblada en la región de Orana, con más de 43 mil habitantes, según el censo de junio de 2021), se encuentra el depósito Toongi. Este yacimiento, ubicado en Nueva Gales del Sur, es conocido por contener una de las mayores reservas de tierras raras y metales estratégicos del país.

Las tierras raras son minerales esenciales para la fabricación de tecnología avanzada (como smartphones y ordenadores portátiles), baterías, turbinas eólicas y equipos militares. El depósito Toongi, que apareció hace 215 millones de años, puede contener la respuesta al papel que tienen los volcanes en la formación de tierras raras.

La clave de la formación de los depósitos de tierras raras

Las tierras raras son unos minerales imprescindibles para la fabricación de dispositivos electrónicos modernos y armas

Las tierras raras son un grupo de 17 elementos químicos de la tabla periódica que incluyen los lantánidos, escandio y el itrio. Son esenciales para la fabricación de tecnologías avanzadas, como hemos comentado anteriormente, de smartphones, ordenadores, baterías, imanes de alto rendimiento y turbinas, entre otros productos electrónicos.

Se forman a lo largo de millones de años a través de procesos geológicos bastante complejos en la corteza terrestre, ya que se originan en rocas ígneas, sobre todo en carbonitas y pegmatitas ricas en minerales como la monacita y la bastnasita. El magma, rico en elementos raros, se enfría lentamente, lo que permite su concentración en ciertos minerales.

Si bien su nombre puede llevar a creer que son "raras", lo cierto es que no lo son, pero resultan difíciles de encontrar en concentraciones lo suficientemente altas como para que su extracción resulte rentable. Si bien China es el principal productor (lo que permitió amenazar a Estados Unidos con impedir su acceso a ellas, y acabaría subiendo el precio hasta un 60% aproximadamente), también hay yacimientos clave en Mountain Pass (Estados Unidos de América) y Toongi, en Australia, que es el que nos ocupa en este artículo.

El depósito Toongi, que forma parte del conjunto volcánico Benolong, se trata de una parte del antiguo sistema de tuberías volcánicas, y que contiene niveles muy altos de metales críticos. A pesar de lo que se conoce sobre las tierras raras, todavía hay mucho trabajo por hacer para comprender y predecir mejor dónde se pueden encontrar magmas enriquecidos con metales críticos.

Los procesos que ocurren en un magma a medida que asciende desde el interior de la Tierra dejan pistas en la composición química de los minerales que cristalizan a lo largo del camino. Un ejemplo particular es el clinopiroxeno, que es particularmente eficaz para preservar estas pistas, como una pequeña bola de cristal. Esto ha permitido a los científicos examinar las rocas no mineralizadas y compararlas con las de Toongi.

Se ha descubierto que las rocas de Toongi tienen dos diferencias importantes. La primera, que los clinopiroxenos de la serie volcánica no mineralizada contienen una gran cantidad de tierras raras, lo que indica que los metales críticos estaban "encerrados" en él, en lugar de permanecer en el material fundido residual. Los cristales de clinopiroxeno de Toongi muestran niveles bajos de tierras raras, ya que se concentran en la eudialita, que se puede extraer para obtener tierras raras.

La segunda, y más interesante, es que los clinopiroxenos de Toongi tienen una estructura cristalina interna que se asemeja a la forma de un reloj de arena, lo que sugiere que se produjo una cristalización rápida debido a la liberación de gas mientras se formaban los cristales. En cambio, no se encontraron evidencias de una cristalización rápida en las rocas sin altos niveles de tierras raras. El estudio se puede leer en Nature.