Un estudio de la Universidad de Sídney reconstruyó 1.800 millones de años de tectónica para explicar por qué ciertos márgenes de cratones acumularon grandes depósitos de cobre, zinc y plomo.
Redactor: Santiago Duarte
Editor: Eduardo Schmitz
Un estudio liderado por geocientíficos de la Universidad de Sídney identificó por qué algunos bordes continentales antiguos se convirtieron en zonas fértiles para grandes depósitos minerales, mientras otros márgenes con geología aparentemente similar no desarrollaron la misma riqueza.
La investigación, publicada en Nature Communications, propone un nuevo marco para entender la distribución de depósitos sedimentarios de cobre, zinc y plomo, metales esenciales para infraestructura, manufactura y tecnologías de energía limpia.
El misterio de los cratones mineralizados
Los cratones son los núcleos antiguos y estables de los continentes. Sus bordes pueden conservar fallas, rifts y zonas de debilidad que actúan como vías para fluidos mineralizantes durante millones de años.
Durante décadas, muchos depósitos alojados en sedimentos se explicaron principalmente por procesos locales: fuentes de metal, circulación de fluidos y trampas químicas. Sin embargo, esas explicaciones no aclaraban por qué algunos márgenes de cratones fueron excepcionalmente ricos y otros, con condiciones parecidas, permanecieron comparativamente pobres.
Una reconstrucción de 1.800 millones de años
El equipo, encabezado por Hojat Shirmard, estudiante de doctorado, y el profesor Dietmar Müller, de la School of Geosciences y el EarthByte Group de la Universidad de Sídney, desarrolló un modelo dinámico de la Tierra que retrocede 1.800 millones de años.
El análisis combinó reconstrucciones globales del movimiento de placas tectónicas, tomografía sísmica, modelado geodinámico y una base de datos mundial con más de 2.000 depósitos minerales. Esa integración permitió vincular depósitos, bordes de cratones y antiguas zonas de subducción a lo largo del tiempo geológico.
La distancia clave respecto a la subducción
El hallazgo central es que los bordes de cratones ricos en minerales se formaron comúnmente entre 800 y 1.800 kilómetros de antiguas zonas de subducción, donde una placa tectónica se hunde debajo de otra.
La distancia media observada para los depósitos fue de unos 1.200 kilómetros desde una fosa, y más del 90% del contenido metálico total analizado se ubicó dentro de los 2.200 kilómetros de antiguas zonas de subducción.
La conexión ayuda a explicar cómo procesos tectónicos profundos pueden dejar señales minerales lejos del límite visible de placas. En Noticias de la Tierra ya se ha abordado cómo la tectónica de placas y el transporte de calor en el manto influyen en la dinámica interna del planeta.
Un motor profundo para los sistemas minerales
Los modelos numéricos mostraron que la subducción puede generar corrientes de convección profundas en el manto inferior, conocidas como células amplias de flujo de retorno del manto. Estas corrientes pueden extenderse miles de kilómetros desde la fosa.
Al transmitirse hacia el interior continental, esos flujos enfocan esfuerzos y deformación cerca de los bordes de cratones. Con el tiempo, pueden debilitar la litosfera, reactivar estructuras antiguas, favorecer rifting y aumentar la permeabilidad de la corteza.
Ese mecanismo crea condiciones favorables para que fluidos calientes circulen por fallas, fracturas y cuencas sedimentarias, transporten metales y precipiten minerales en forma de mena. Procesos similares explican la formación de otros recursos, como los depósitos de cobre asociados a sistemas geológicos profundos.
No basta con mirar la geología local
Dietmar Müller explicó que los depósitos minerales no están controlados solo por la geología local. También forman parte de un sistema tectónico mucho mayor que conecta subducción, flujo del manto, deformación continental y evolución de largo plazo de los recursos terrestres.
El estudio encontró que la deformación era más intensa cuando los bordes de cratones se situaban alrededor de 1.300 kilómetros de una fosa de subducción, una distancia muy cercana a los 1.200 kilómetros observados como mediana para los depósitos minerales.
Minerales críticos y exploración futura
Comprender estos procesos de tiempo profundo puede reducir la incertidumbre en exploración mineral. La investigación no solo explica dónde se formaron depósitos antiguos, sino que también ofrece criterios para buscar nuevas áreas con potencial geológico.
La demanda de metales como cobre, zinc y plomo sigue ligada a redes eléctricas, construcción, manufactura, baterías, transporte y transición energética. Por eso, los modelos que integran tectónica, manto y márgenes continentales pueden ayudar a orientar exploración con menos incertidumbre.
La importancia de reconstruir el origen de los minerales también aparece en trabajos sobre los diversos orígenes de los minerales de la Tierra, donde se muestra que una misma especie mineral puede formarse por procesos muy distintos.
Una mirada más amplia a la historia de la Tierra
El trabajo utilizó flujos de reconstrucción basados en GPlates, pyGPlates y GPlately para reconstruir bordes de cratones, depósitos y zonas de subducción a través del tiempo profundo.
La investigación refuerza una idea central de la geología moderna: la superficie terrestre conserva huellas de procesos que ocurren a cientos o miles de kilómetros de profundidad. Las zonas de subducción antiguas no solo remodelaron continentes, también pudieron preparar las condiciones para algunos de los grandes sistemas minerales que hoy sustentan actividades industriales y tecnológicas.
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