Investigadores detectaron concentraciones récord del metal dentro de cristales de pirita extraídos de un campo hidrotermal situado a unos 360 kilómetros al sur de Tokio.
Redactor: Santiago Duarte
Editor: Eduardo Schmitz
Una caldera volcánica situada bajo el océano Pacífico, al sur de Tokio, alberga concentraciones de oro invisibles a simple vista dentro de cristales de pirita. El descubrimiento amplía el conocimiento sobre la formación de depósitos minerales en los sistemas hidrotermales submarinos y despierta interés por su posible valor económico.
El depósito se encuentra en la caldera submarina Higashi-Aogashima, ubicada en el arco volcánico de Izu-Ogasawara, aproximadamente 360 kilómetros al sur de la capital japonesa. El área contiene respiraderos hidrotermales activos, chimeneas conocidas como fumadores negros y acumulaciones de sulfuros formadas por fluidos calientes cargados de minerales.
El estudio fue dirigido por Yuichi Morishita y publicado en la revista científica Scientific Reports. Los análisis identificaron concentraciones de oro de hasta 1,9 % en peso dentro de determinadas muestras de pirita, equivalentes a 19.231 partes por millón.
Oro oculto dentro de la pirita
La pirita es un sulfuro de hierro conocido popularmente como “oro de los tontos” por su brillo metálico y su tonalidad amarilla. En este caso, sin embargo, el mineral contenía oro real incorporado directamente dentro de su estructura cristalina.
El metal no aparecía principalmente en forma de pepitas, vetas o partículas visibles. Los investigadores detectaron átomos de oro integrados como una solución sólida dentro de la red cristalina de la pirita, una forma denominada oro invisible porque no puede distinguirse mediante una observación convencional.
El hallazgo demuestra que minerales aparentemente comunes pueden contener cantidades significativas de metales valiosos. También ofrece nuevas herramientas para identificar depósitos que podrían pasar inadvertidos durante exploraciones basadas exclusivamente en partículas visibles.
La identificación de este tipo de materiales se relaciona con el desarrollo de métodos avanzados para el análisis detallado de muestras minerales, capaces de localizar elementos presentes en concentraciones microscópicas.
Un depósito a más de 700 metros de profundidad
Las muestras fueron obtenidas mediante vehículos submarinos operados de manera remota que descendieron a más de 700 metros bajo el nivel del mar. Los equipos recogieron fragmentos de chimeneas hidrotermales y montículos minerales distribuidos sobre el fondo de la caldera.
La zona contiene tres campos hidrotermales activos: Central Cone, Southeast y East. En ellos, los fluidos calentados bajo la corteza ascienden por fracturas y entran en contacto con el agua fría del océano.
El rápido enfriamiento provoca la precipitación de sulfuros y otros compuestos minerales. Con el tiempo, estos materiales construyen chimeneas, montículos y depósitos que pueden concentrar hierro, cobre, zinc, plomo, arsénico, plata y oro.
Los ecosistemas de los océanos profundos asociados con fuentes hidrotermales también albergan organismos especializados que obtienen energía mediante procesos químicos, sin depender directamente de la luz solar.
Una concentración superior a otros depósitos submarinos
Las investigaciones desarrolladas en la caldera desde 2015 ya habían detectado cantidades elevadas de oro. Las muestras analizadas entonces alcanzaban hasta 275 partes por millón y presentaban un promedio de 102 partes por millón.
Estas cifras ya eran excepcionales frente a otros depósitos hidrotermales submarinos del mundo, donde las concentraciones registradas habitualmente oscilan entre 0,01 y 43 partes por millón.
El nuevo análisis encontró cantidades todavía mayores dentro de determinados cristales de pirita. La concentración máxima de 1,9 % en peso representa uno de los valores más elevados identificados para oro invisible en esta clase de depósitos del fondo marino.
La presencia del metal no fue uniforme. Las muestras procedentes del campo Central Cone contenían las concentraciones más altas, seguidas por las de Southeast y East.
Cómo detectaron el oro a escala microscópica
Los investigadores combinaron varias técnicas para examinar la composición de las muestras. Parte del material fue triturado hasta convertirlo en polvo y posteriormente analizado para medir su contenido total de oro y arsénico.
También se utilizaron haces de electrones para elaborar mapas de la distribución de elementos como cobre, plomo y arsénico dentro de los granos minerales.
La detección decisiva se realizó mediante espectrometría de masas de iones secundarios, conocida por las siglas SIMS. Esta técnica perfora puntos microscópicos sobre la superficie de una muestra y analiza los iones liberados para determinar su composición química.
La elevada sensibilidad del método permitió identificar oro a escala atómica dentro de la pirita. De esta forma, los investigadores comprobaron que el metal estaba incorporado a la estructura del mineral y no simplemente depositado en pequeñas inclusiones externas.
El arsénico abrió espacio para los átomos de oro
El estudio encontró una relación positiva entre las concentraciones de oro y arsénico. Cuanto mayor era la presencia de arsénico en la pirita, mayor tendía a ser también la cantidad de oro invisible.
El arsénico puede sustituir al azufre dentro de la estructura cristalina de la pirita. Esa sustitución produce distorsiones y espacios capaces de alojar iones de oro de mayor tamaño.
Otros elementos, entre ellos el plomo y el cobre, también participaron en las alteraciones estructurales que facilitaron la incorporación del metal precioso.
Este mecanismo ayuda a explicar cómo el oro transportado por los fluidos hidrotermales queda atrapado durante la formación de la pirita. La textura y la composición química del mineral podrían convertirse en indicadores para localizar las zonas más enriquecidas.
La pirita formada rápidamente contenía más oro
Las muestras fueron clasificadas según su forma y textura. Los investigadores identificaron pirita framboidal, compuesta por agrupaciones semejantes a pequeñas bayas; pirita coloforme, organizada en capas curvas; y cristales euhedrales y subhedrales con diferentes grados de desarrollo geométrico.
La pirita coloforme presentó las mayores concentraciones de oro. Este tipo de mineral se forma cuando los fluidos hidrotermales calientes se encuentran rápidamente con el agua fría del océano y sus componentes precipitan con gran velocidad.
Después aparecieron, en orden descendente de contenido de oro, las estructuras framboidales, subhedrales y euhedrales.
La relación entre textura y concentración mineral permitirá orientar futuras investigaciones. Determinados patrones visibles en la pirita podrían señalar qué depósitos tienen una mayor probabilidad de contener oro invisible.
Una caldera volcánica activa al sur de Tokio
Higashi-Aogashima forma parte de un arco de islas y volcanes originado por el movimiento de las placas tectónicas en el Pacífico occidental. La actividad magmática calienta el agua que circula por las fracturas del subsuelo y genera los sistemas hidrotermales.
Los fluidos pueden alcanzar temperaturas muy elevadas y disolver metales presentes en las rocas. Cuando regresan al fondo marino y se mezclan con el agua oceánica fría, los minerales precipitan y se acumulan alrededor de los respiraderos.
Estos procesos muestran cómo los volcanes contribuyen a la formación de depósitos minerales de cobre, oro y otros elementos mediante la circulación de magma, calor y fluidos dentro de la corteza.
Las estructuras hidrotermales continúan formándose en la caldera, por lo que el lugar funciona como un laboratorio natural para observar cómo se movilizan y concentran los metales en el fondo oceánico.
Interés económico y dificultades técnicas
La concentración detectada despierta interés por la posibilidad de localizar otros depósitos submarinos con cantidades elevadas de oro. Sin embargo, el hallazgo científico no significa que la explotación comercial sea inmediata o económicamente viable.
Extraer minerales a cientos de metros de profundidad requiere barcos especializados, vehículos robóticos, sistemas de corte y recolección, transporte del material y tecnologías capaces de operar bajo alta presión.
El oro también tendría que separarse de la pirita y de otros sulfuros mediante procesos industriales. La forma invisible del metal podría exigir métodos de tratamiento diferentes de los utilizados para partículas de oro convencional.
El costo energético, la distancia desde tierra firme, la corrosión del agua marina y el mantenimiento de los equipos son factores que condicionan cualquier proyecto de minería oceánica.
La minería submarina abre un debate ambiental
La posible explotación de depósitos hidrotermales genera preocupación por sus efectos sobre ambientes poco conocidos. La remoción del fondo puede destruir chimeneas activas, liberar nubes de sedimentos y alterar comunidades biológicas adaptadas a condiciones extremas.
Los respiraderos hidrotermales albergan microorganismos, moluscos, crustáceos y otras especies que dependen de compuestos químicos liberados desde el interior terrestre. Algunas comunidades pueden encontrarse únicamente en áreas muy reducidas.
La dispersión de partículas también podría afectar organismos situados lejos del punto de extracción. Los científicos todavía investigan cuánto tiempo tardan estos ecosistemas en recuperarse y si determinadas alteraciones pueden ser irreversibles.
El debate forma parte de una discusión más amplia sobre el impacto ambiental de la extracción de minerales estratégicos, una actividad impulsada por la creciente demanda tecnológica e industrial.
El desafío de proteger ecosistemas antes de explotarlos
Japón posee una elevada dependencia de materias primas importadas, por lo que los recursos minerales de su zona marítima tienen importancia estratégica. Los depósitos submarinos podrían ofrecer metales utilizados en electrónica, energía, comunicaciones e infraestructura.
Sin embargo, evaluar su aprovechamiento exige conocer la extensión real del depósito, la continuidad de las concentraciones y la cantidad total de material recuperable. Un valor elevado detectado en una muestra no permite calcular por sí solo el volumen completo de oro disponible.
También serán necesarios estudios ecológicos de largo plazo para establecer qué especies habitan la caldera, cómo se conectan sus poblaciones y qué efectos produciría la alteración de las chimeneas y montículos minerales.
Las experiencias de minería terrestre muestran que el valor económico de los metales debe compararse con los riesgos sobre el agua, la biodiversidad y las comunidades. El debate también aparece en proyectos como la mina de oro propuesta en Alaska, donde los beneficios económicos se enfrentan a preocupaciones por ecosistemas y actividades tradicionales.
Nuevas pistas para explorar depósitos minerales
La investigación aporta una herramienta para comprender dónde puede encontrarse el oro invisible. La textura de la pirita, la presencia de arsénico y las condiciones de formación de los cristales pueden utilizarse como señales durante futuras exploraciones.
Los resultados también ayudan a reconstruir el recorrido de los metales desde los fluidos calientes hasta su incorporación en minerales sólidos. Esa información es relevante tanto para depósitos submarinos como para yacimientos hidrotermales antiguos actualmente expuestos en continentes.
El equipo continuará analizando cómo las variaciones de temperatura, composición química y velocidad de enfriamiento determinan la cantidad de oro retenida dentro de la pirita.
En Higashi-Aogashima, el metal precioso permanece disperso átomo por átomo dentro de un mineral conocido por imitar su apariencia. La concentración récord convierte a esta caldera submarina japonesa en un escenario clave para estudiar la formación de depósitos hidrotermales y los límites ambientales de una posible explotación futura.
Fuente(s) referenciales
El Confidencial — Japón encuentra una mina de oro bajo el océano, pero acceder a ella no será fácil
