Las tierras raras son esenciales para muchas industrias: se utilizan en motores eléctricos, diagnósticos por imagen, refinación de petróleo y gas, y pantallas de computadoras y teléfonos. Los 17 elementos de tierras raras tienen usos importantes y ahora son noticia, ya que China ha suspendido sus exportaciones a EE. UU. en represalia por los aranceles y un acuerdo firmado recientemente para el acceso de EE. UU. a estos y otros minerales en Ucrania.
Los elementos de tierras raras no son raros, pero rara vez se encuentran en formas minerales concentradas y económicamente viables. Y cuando se concentran en minerales, estos se encuentran en depósitos muy dispersos en lugares aislados del mundo, con escasa disponibilidad cerca de la superficie. Esto afecta a qué países pueden producirlos y controlar el mercado.
A fines de la década de 1990 y principios de la década de 2000, por ejemplo, China incrementó la producción de su depósito de tierras raras de Bayan Obo e inundó el mercado global , rebajando los precios de otras minas en todo el mundo, incluidos los EE. UU., y terminando por sacarlas del negocio.
«Esto dejó a los países a merced de China como fuente principal de elementos de tierras raras», afirma Jill VanTongeren, profesora y directora del Departamento de Ciencias de la Tierra y el Clima.
Los minerales de tierras raras tienen una larga historia geológica, lo que explica sus ubicaciones dispersas y su relación con la geopolítica, señala.
La superficie de la Tierra es notablemente fluida, dice VanTongeren, con masas de tierra moviéndose alrededor del globo durante millones y miles de millones de años.
«La mayoría de nosotros estamos familiarizados con Pangea, el supercontinente que se formó hace unos 300 millones de años y del que se separaron los siete continentes actuales para formar su disposición actual», dijo VanTongeren.
Pero Pangea es solo el supercontinente más reciente. A lo largo de la historia de la Tierra, ha habido al menos cinco ciclos supercontinentales principales: períodos en los que los continentes se unen y luego se separan en diferentes partes. Creemos que este proceso ocurre aproximadamente cada 500 millones de años.
A medida que los continentes se distanciaron, se formaron grietas llamadas rifts donde se separaron las placas tectónicas. Los magmas generados durante las primeras etapas del rifting continental pueden contener concentraciones inusualmente altas de tierras raras, que posteriormente se solidifican y cristalizan en depósitos.
«A medida que las rocas se separan, se descomprimen, provocando su fusión. Es como si al abrir una botella de refresco se le quitara la tapa, las burbujas subieran a la superficie», explicó VanTongeren.
«Esos magmas tempranos contienen la mayor abundancia de tierras raras y otros elementos incompatibles que luego ingresan a la corteza, ya sea en erupción en centros volcánicos o solidificándose en profundidad».
Algunos de estos depósitos magmáticos afloran a la superficie, mientras que muchos otros se reciclan en el manto a lo largo del tiempo geológico. Otros depósitos pueden llegar a ser demasiado profundos para ser alcanzados con la tecnología minera actual.
Lo que queda es un número relativamente pequeño de yacimientos conocidos accesibles para la minería. Casi el 70 % de los minerales de tierras raras explotados activamente se encuentran en la mina Bayan Obo, en el centro de China, con yacimientos más pequeños en la mina Mountain Pass de EE. UU., en el sureste de California, y en algunos otros países, afirma.
Reconociendo el dominio del mercado chino como un riesgo para la seguridad nacional, la Ley de Infraestructura y Empleo de 2021 y el Departamento de Defensa de EE. UU. invirtieron en la reactivación de Mountain Pass para restablecer una cadena de suministro nacional, aunque el proceso puede tardar hasta 10 años. Los yacimientos de tierras raras en Ucrania podrían representar una importante adición al mercado, aunque su concentración, ley y viabilidad económica siguen siendo inciertos.
«Las fronteras políticas y el deseo de acceder a los recursos minerales han sido fuente de conflictos económicos y militares a lo largo de la historia de la humanidad», afirma VanTongeren. «Es probable que esto continúe a medida que el mundo avanza hacia la energía verde y una mayor dependencia de las tierras raras en el futuro».
Encontrar fuentes de minerales no inmersas en conflictos está implícito en su investigación, que la ha llevado por todo el mundo, desde un barco frente a las costas de la Antártida, a las minas de platino en Sudáfrica, las montañas del Alto Atlas de Marruecos, e incluso un recién descubierto depósito de litio en Maine.
«Es un área de estudio fascinante en parte porque se encuentra en la intersección de la ciencia, la economía y la política», afirma.
La Universidad Tufts posee su propio tesoro de minerales en la Colección de Minerales PT Barnum, actualmente conservada en el sótano de Lane Hall, en el campus de Medford/Somerville. Miles de ejemplares de extraordinaria belleza, y algunos raros, se exhiben y se guardan en vitrinas, muchos de los cuales fueron recopilados por el propio PT Barnum en sus viajes alrededor del mundo.
«A finales del siglo XIX, se consideraba de moda que muchas personas prominentes acumularan sus propias colecciones de historia natural», afirma Jill VanTongeren.
P. T. Barnum fue uno de los mayores coleccionistas de la época. Su colección de animales, plantas y minerales fue una de las primeras donaciones a la Universidad de Tufts y parte de una dotación para convertir a Tufts en uno de los principales museos de historia natural del país.
Aunque se trasladó a Lane Hall tras el incendio del Museo de Historia Natural Barnum en 1975, la colección de minerales ha ido creciendo con los años, incluyendo muestras del propio trabajo de campo de VanTongeren. La colección se trasladará de nuevo este verano al recién renovado Bacon Hall, que albergará el Departamento de Ciencias de la Tierra y el Clima.
«Mi visión es crear una galería de minerales con una exposición permanente y exposiciones temporales cada semestre que destaquen minerales importantes para la tecnología, relacionados con otras investigaciones de la universidad o con eventos globales», afirma VanTongeren.
«Me gustaría ayudar a recuperar la visión de Barnum de traer la belleza y el aprecio por el mundo natural al campus».
