Figura 1. La Formación Salt Wash ha sido interpretada como los depósitos preservados de un sistema fluvial distributario. Algunas de sus capas de arenisca presentan concentraciones relativamente altas de uranio (lee más sobre las interpretaciones fluviales aquí: https://pubs.geoscienceworld.org/sepm/jsedres/article-abstract/85/5/544/145482/Quantification-of-a-Distributive-Fluvial-System).
Rusia ha invadido Ucrania. Hemos estado leyendo y viendo en las noticias cómo algunos equipos y armas de alta tecnología son determinantes para que Ucrania pueda repeler la invasión de Rusia. Los misiles guiados, drones o satélites de nueva generación dependen en gran medida de elementos de tierras raras para su desarrollo y producción. Tanto el agresor como el país invadido ansían armas y equipo militar para librar la guerra entre ellos. Las armas letales y eficientes dependen de tener ingenieros altamente calificados y… minerales. Minerales de los cuales se pueden extraer muchos elementos químicos críticos; y muchos de estos minerales críticos se encuentran en depósitos de minerales sedimentarios.
Hoy en día, muchos de los componentes de alta tecnología involucran Elementos de Tierras Raras (REEs), un grupo de 17 elementos metálicos que son componentes clave de muchos sistemas militares, como láseres, armas guiadas por precisión, imanes para motores o dispositivos ópticos. Pero hay otro elemento químico necesario para fabricar la arma más destructiva, la bomba atómica, que todavía es utilizada por algunos líderes de países para sembrar miedo y amenazar a otros países: el uranio. Antes de hablar sobre los REEs y su conexión con el equipo militar de última generación, primero hablemos de esos afloramientos de antiguos sistemas fluviales que proporcionaron uranio para las primeras bombas atómicas.
El conocido Proyecto Manhattan utilizó uranio de depósitos sedimentarios ubicados en Colorado, alrededor de la localidad de Grand Junction. Tuve la oportunidad de visitar los Museos del Oeste de Colorado, donde aprendí por primera vez sobre esta increíble historia (ver: www.museumofwesternco.com/virtual-exhibits/uranium-boom-in-grand-junction/). Estaba trabajando en varios afloramientos de antiguos sistemas fluviales alrededor de Grand Junction, ¡pero no sabía que contenían tantos elementos radiactivos! El uranio de Colorado se utilizó para crear las infames dos bombas atómicas lanzadas sobre Japón al final de la Segunda Guerra Mundial. Una de las áreas donde se sigue extrayendo uranio, en el sureste de Utah, es uno de los mejores afloramientos expuestos de depósitos fluviales antiguos que he visto (ver un resumen del afloramiento en la Figura 1).
El uranio se ha encontrado principalmente en las capas de arenisca más bajas del Miembro Salt Wash de la Formación Morrison, de edad jurásica. Me dijeron que está concentrado en capas de arenisca de milímetros a centímetros de grosor (lee más detalles aquí: www.osti.gov/servlets/purl/6512174). La mineralización consiste principalmente en coffinita, con uraninita menor, que suele aparecer en asociación con vanadio. Durante mi visita a la zona, pude caminar por las instalaciones mineras de una empresa que ha estado extrayendo uranio en esta área.
Afortunadamente, las armas atómicas no se están utilizando, pero otras, extraordinariamente letales, dependen de la disponibilidad de los llamados Elementos de Tierras Raras (REEs). Este grupo de elementos químicos se encuentra típicamente disperso y no suele encontrarse concentrado en depósitos minerales explotables económicamente.
El adjetivo ‘raro’ se refiere a que están dispersos, pero no a su escasez relativa en la Tierra. Los REEs consisten en una lista de diecisiete elementos químicos, específicamente los quince lantánidos, así como el escandio y el itrio (ver Figura 2).
El escandio y el itrio se consideran REEs porque tienden a ocurrir en el mismo tipo de depósitos minerales que los lantánidos y tienen propiedades químicas similares. El equipo y las armas de próxima generación en el ámbito militar dependen del acceso a los REEs como materias primas. Por ejemplo, cada avión F-35 Lightning II de 5ta generación requiere 417 kg/920 libras de materiales de tierras raras (Figura 3).
Figura 3. Desde la mina hasta la industria armamentista. Minerales como la monacita se pueden encontrar en depósitos minerales sedimentarios. Los Elementos de Tierras Raras y otros elementos críticos se extraen de la monacita y otros minerales. El itrio, el neodimio y otros REEs son necesarios para fabricar los dispositivos más avanzados para el equipo y las armas militares. El F-35 Lightning II es un buen ejemplo.
Este es uno de los aviones más letales, si no el más letal, que actualmente está en producción. Para cualquier otro tipo de vehículo de combate, los REEs son críticos para fabricar sistemas de guiado láser y armas. Algunas de las características beneficiosas de ciertos REEs resultan en la producción de las mejores baterías en términos de mayor densidad de energía, mejores características de descarga o menos problemas ambientales al ser desechadas. Otros permiten la fabricación de imanes de mayor resistencia miniaturizados o cables de fibra óptica que pueden transmitir señales a largas distancias porque la señal se amplifica a una magnitud comparativamente mayor. Puedes leer sobre cuán crítica se ha vuelto la cadena de suministro de elementos de tierras raras en el sector militar en los últimos años aquí: https://www.airforcemag.com/article/rare-elements-of-security.
Entonces, ¿encontramos REEs en depósitos minerales sedimentarios? Sí. En diferentes tipos: depósitos de sal (mira: https://youtu.be/Lit5PY2Rd2s), en depósitos de placer de arenas marinas (https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/monazite-sand), en depósitos volcánico-sedimentarios (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674987115001310) y en sedimentos del fondo marino (https://www.nature.com/articles/d41586-019-02242-y). Pero no deberíamos preocuparnos solo por los REEs. La lista de elementos críticos necesarios para la fabricación de muchos otros equipos militares, aparte de los REEs, es aún más extensa: aluminio (bauxita), antimonio, arsénico, barita, berilio, bismuto, cesio, cromo, cobalto, fluorita, galio, germanio y muchos otros (ver: https://www.energy.gov/sites/prod/files/2021/01/f82/DOE%20Critical%20Minerals%20and%20Materials%20Strategy_0.pdf). Por ejemplo, el antimonio es clave para la fabricación de balas perforadoras de armaduras, gafas de visión nocturna, sensores infrarrojos, óptica de precisión, puntería láser, formulaciones explosivas, plomo endurecido para balas y esquirlas, cartuchos, municiones trazadoras, bengalas, ropa militar y equipos de comunicación.
La conexión entre lo militar y la sedimentología es cercana, de hecho, demasiado.
