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LLEGA LA ERA DE LA MINERÍA SUBMARINA
Marino, E.a, b, Blasco, I. a, Blanco, L. a, González, F.J. a, Somoza,
L. a, Medialdea, T. a
a Instituto Geológico y Minero de España, (IGME), C/Ríos Rosas, 23, 28003
Madrid
b Departamento de Cristalografía y Mineralogía, Univ. Complutense de
Madrid, C/Jose Antonio Novais, 2, 28040 Madrid
Introducción
La historia del avance tecnológico de la humanidad está estrictamente ligada a
la de los metales desde los primeros descubrimientos en la antigüedad, y con el
pasar del tiempo, se han desarrollado los sistemas mineros/metalúrgicos, así
como la creación de nuevas aleaciones con el objeto de cubrir las necesidades
industriales y tecnológicas.
Actualmente, el desarrollo de la sociedad moderna y el avance en la
investigación tecnológica dependen de manera estricta de los elementos
estratégicos de la minería. Estos están representados por algunos elementos
como las tierras raras, el cobalto, el telurio o el platino que por sus
características intrínsecas son codiciados por todos los países industrializados.
La Unión Europea tiene una dependencia del 100% en el aprovisionamiento de
estas materias primas que proceden de países extranjeros, esencialmente
China, África subsahariana y Rusia. En las décadas de los años 60-70, varias
grandes compañías mineras barajaron la posibilidad de explorar los fondos
oceánicos en búsqueda de yacimientos minerales teniendo en cuenta que la
preocupación generalizada por la disminución de los recursos naturales, dado
que la mayoría de los grandes yacimientos terrestres ya habían sido
descubiertos y/o explotados. Los mares y océanos cubren el 71% de la
superficie de la Tierra. Sin embargo, la mayor parte de sus fondos permanecen
aún inexplorados, albergando depósitos minerales de interés económico como
los nódulos de manganeso, las costras ricas en cobalto o los sulfuros
hidrotermales polimetálicos. Se estima que los fondos marinos representan la
mayor reserva de la Tierra de muchos de los metales estratégicos. Cabe señalar
que las reservas conocidas del 96% del cobalto, el 84% del níquel o el 79% del
manganeso se encuentran en los yacimientos submarinos. Por tanto, los
recursos minerales submarinos pueden ser una fuente importante para el
suministro de metales base y de alta tecnología como el cobalto, el teluro, el
níquel, los metales nobles o las tierras raras en un mundo que la demanda de
forma creciente.
Estos depósitos submarinos están constituidos por una variedad de yacimientos
entre los cuales los más importantes por tamaño y tonelaje son los de nódulos
de manganeso, las costras de ferromanganeso con alto contenido en cobalto y
los sulfuros polimetálicos submarinos (ISA, 2017). Además de estos yacimientos
también se pueden encontrar depósitos submarinos de tipo placer (como los de
oro, estaño o diamantes), fosforitas y evaporitas.
Primeros descubrimientos
En el año 1868, se descubrieron depósitos minerales formados por concreciones
de hierro-manganeso en el fondo marino del Mar de Kara (océano Glacial
Ártico). Posteriormente, la expedición de la fragata Challenger (1873-1876)
puso de manifiesto la existencia de esas mismas concreciones en otros mares y
océanos con su descubrimiento al suroeste de la isla de El Hierro (Canarias), y
los denominaron nódulos de manganeso. Entrada la segunda mitad del siglo XX,
John Mero (1965) señaló la posibilidad de considerar los nódulos de
ferromanganeso como recursos con potenciales contenidos en metales de
interés industrial: cobre, cobalto, níquel y manganeso.
Los sulfuros polimetálicos, en cambio, se descubrieron durante la campaña
oceanográfica sueca Albatross realizada en el mar Rojo, en 1948. Durante esta
expedición, se hallaron depósitos minerales originados por la presencia de
salmueras en grietas del fondo marino, donde había evidencias de una intensa
actividad hidrotermal.
Las jurisdicciones marítimas y la Autoridad Internacional de los
Fondos Marinos
En este régimen de descubrimientos y con el fin de poder reglamentar los
trabajos de exploración de estos recursos en 1994, se creó la Autoridad
Internacional de los Fondos Marinos (International Seabed Authority, ISA) en
virtud de la Convención de las Naciones Unidas sobre el Derecho Internacional
del Mar de 1982.
Figura 1. Distinción de las zonas marítimas de acuerdo con la Convención de las
Naciones Unidas sobre el Derecho Internacional del Mar de 1982 (Somoza,
2012).
En base a la Convención de 1982, el denominado ‘Mar territorial’ es el área
hasta las 12 millas náuticas sobre el cual, un país tiene derecho de soberanía
sobre el espacio aéreo, el agua, suelo y subsuelo marino. Entre las 12 y 200
millas, se encuentra la ‘Zona Económica Exclusiva’ (ZEE) sobre la cual un país
tiene soberanía para la exploración, explotación, conservación y administración
de los recursos naturales vivos o no (minerales y recursos energéticos) en sus
aguas, suelo y subsuelo marino. Pasadas las 200 millas, la ‘Plataforma
Continental’ de un país, se puede llegar a ampliar hasta 350 millas, y dentro de
esta zona un país tiene derechos para explorar y explotar recursos naturales del
suelo y subsuelo marino aunque hay que pagar previamente por ello.
Finalmente, el resto de los fondos marinos constituyen ‘La Zona’, que es
considerada patrimonio común de la humanidad, y por lo tanto se necesita la
formalización y contratación de una parcela de exploración con la ISA (Fig. 1).
En los últimos 20 años, la ISA, organismo regulador de las labores de
exploración protección y, en el futuro, de explotación de recursos submarinos
en ‘La Zona’ ligado a las Naciones Unidas, ha establecido los reglamentos que
regulan la exploración para los depósitos de nódulos de manganeso (2000),
sulfuros polimetálicos submarinos (2010) y costras de ferromanganeso con alto
contenido en cobalto (2012). Tras establecer dichas regulaciones, se han
firmado contratos de exploración de estos recursos entre la ISA y numerosos
contratistas internacionales que han constituido consorcios de países, entre los
que se encuentran Reino Unido, Francia, Japón, Alemania, Rusia y China.
Los recursos minerales submarinos
De entre todos los recursos minerales submarinos que se han mencionado con
anterioridad, los más importantes debido a su potencial económico e industrial
son los yacimientos de minerales polimetálicos: nódulos de manganeso, costras
de ferromanganeso con alto contenido en cobalto y sulfuros polimetálicos
submarinos (Fig. 2). Estos depósitos están distribuidos a lo largo de todos los
fondos oceánicos, como se aprecia en la Fig. 3.
Figura 2. Diagrama
sintético de formación de los diferentes depósitos polimetálicos submarinos. A) Costras de ferromanganeso ricas en cobalto
(Modificado de Marino et al., 2016); B) Nódulos de hierro-manganeso (Modificado de Martínez y Lunar, 1992); C) Sulfuros
polimetálicos (Modificado de Hannington et al., 1998).
Figura 3. Localización mundial de los principales depósitos polimetálicos y
montes submarinos asociados a ellos (Tomados de las bases de datos de la ISA
y del proyecto europeo EMODnet Geology).
La localización de estos yacimientos ha sido posible gracias a la información
adquirida a lo largo de numerosas campañas oceanográficas en todos los mares
y océanos realizadas por numerosos países y cuyos datos han sido objeto de
informes públicos y/o publicaciones científicas. Las principales técnicas de
adquisición de datos están representadas por tecnología de sonar multihaz,
técnicas geofísicas de reflexión, dragado mecánico de muestras del fondo
además de las observaciones directas del fondo marino gracias a la utilización
de vehículos no tripulados (ROV) que permiten la toma de fotografías y
grabaciones de vídeo además de la toma de diferentes tipos de muestras y
parámetros físico-químicos in situ.
Nódulos de manganeso
Los nódulos de manganeso son concreciones minerales subesféricas a
elipsoidales (Figs. 4A, 4B) que pueden medir en media entre 1 y 20 cm (Fig. 4)
de diámetro y están constituidos básicamente por óxidos de manganeso y
hierro. Su génesis se produce por una combinación de procesos hidrogenéticos
y diagenéticos de precipitación mineral alrededor de un núcleo duro (Fig. 4C).
Estos depósitos se forman fundamentalmente en las llanuras abisales a
profundidades superiores a 3000 m y por lo general poseen una tasa de
crecimiento medio inferior a 20 mm/Ma.
Figura 4. A y B) Imágenes submarinas de campos de nódulos de manganeso
adquiridas con el ROV ISIS durante la expedición internacional JC142 en el
monte submarino Tropic (Islas Canarias); C) Estructura interna de un nódulo
subesférico con núcleo fosforítico, monte submarino Tropic. (Fuente: IGME)
La principal fuente de los metales que forman los nódulos es la erosión de los
continentes. El transporte de grandes cantidades de elementos disueltos se
debe sobre todo a la acción de los ríos, así como por la actuación del viento que
levanta y mueve nubes de polvo tanto sobre tierra como por mar. Sin embargo,
también hay aportes de elementos disueltos procedentes de fuentes
hidrotermales; estas fuentes se originan por la salida de fluidos calientes en las
dorsales oceánicas, en las zonas de subducción y cuencas tras-arco y en zonas
de volcanismo intraplaca tipo “hot spots”, donde la presencia de zonas
anormalmente calientes del manto terrestre, puede facilitar la subida de fluidos
e incluso llegar a formar montes submarinos o islas volcánicas como es el caso
de Hawái (EEUU) o las Islas Canarias (España). Finalmente, cuando las
condiciones son adecuadas, precipitan óxidos de hierro-manganeso que se
acumulan en forma de nódulos por la acreción de capas concéntricas (Figs. 2 y
4) alrededor de un núcleo formado generalmente por fragmentos de roca o de
antiguos nódulos. La formación y el lento crecimiento de estos depósitos,
permite la acumulación de una gran cantidad de otros metales valiosos en la
estructura misma de los óxidos.
Los nódulos de manganeso se consideran una fuente de recursos minerales
económicamente rentable en los océanos debido a su abundancia en zonas
relativamente localizadas (ej., Zona Clarion-Clipperton y Cuenca del Perú; Fig.
3), su composición y enriquecimiento en diferentes metales valiosos y su
existencia como material suelto que yace sobre la superficie del lecho marino.
Todos estos factores, hacen que estos recursos sean atractivos para la
explotación minera en un futuro próximo. Los metales más abundantes que se
pueden encontrar en los nódulos son hierro y manganeso principalmente y
como subproducto de alto valor económico níquel, cobre y cobalto, así como
cantidades variables de otros elementos trazas y tierras raras. La cantidad y
proporción de estos elementos varía considerablemente dentro de un mismo
nódulo, así como entre nódulos de diferentes tamaños, regiones y cuencas
oceánicas y por este motivo hace falta un estudio extensivo de cada depósito
para evaluar su interés económico.
Una región de especial interés económico de estos depósitos se encuentra en el
océano Pacífico Central, entre la zona de fractura Clarion-Clipperton (Fig. 3). Se
ha estimado que en esta zona los nódulos pueden llegar a concentrarse hasta
valores de 10 kg/m2 y se estima una concentración elemental media 3 kg/m2 de
manganeso, 80 g/m2 de cobre, 25 mg/m2 de cobalto y 0.2 kg/m2 de níquel.
En el océano Atlántico, los nódulos están más escasa e irregularmente
distribuidos en amplias áreas del fondo oceánico y, probablemente, las
concentraciones económicamente más interesantes se encuentran en la
denominada Meseta Blake (Atlántico Occidental) ya que en esta región los
nódulos tienen un alto ratio de manganeso-hierro. En el Mar Mediterráneo, los
nódulos de la costa oeste de Italia son de especial interés por razones similares.
Costras de ferromanganeso con alto contenido en cobalto
Este tipo de depósitos polimetálicos son pavimentos de óxidos de hierro-
manganeso, de hasta 26 cm de espesor, que se forman en los flancos y
cumbres de montes submarinos, volcanes, crestas, guyots y mesetas
submarinas de todos los océanos y a profundidades comprendidas entre 400 y
7000 m (Figs. 5A y B). En general las costras con mayores espesores, riqueza
mineral y por lo tanto con mayor interés económico, suelen encontrarse entre
800 y 2500 m.
Las costras de ferromanganeso se forman de manera parecida a los nódulos de
manganeso. Los óxidos e hidróxidos de hierro y manganeso precipitan formando
capas subparalelas con morfología laminar a botrioidal (Figs. 5C y D). En este
tipo de depósitos el crecimiento hidrogenético por precipitación mineral a partir
del agua marina fría es el más importante y depende de factores como la
presencia de corrientes continuas que mantengan limpio de sedimentos el
sustrato como también de una zona mínima de oxígeno. De este modo, las
costras de ferromanganeso ricas en cobalto poseen una tasa de crecimiento
medio entre 0.5 y 5 mm/Ma. Esta baja tasa de crecimiento les permite absorber
sobre la superficie de los oxi-hidróxidos recién precipitados grandes cantidades
de elementos trazas presentes en las aguas marinas en forma de aniones y
cationes.
Las costras están formadas por diversas fases de óxidos de manganeso
(esencialmente vernadita, todorokita, birnessita) e hidróxidos de hierro del
grupo de la goethita, junto con minerales accesorios como son los minerales
detríticos cuarzo o vidrio volcánico amorfo, feldespatos, calcita y fosfatos,
además de restos biológicos procedentes de foraminíferos y cocolitos. La
concentración de elementos metálicos varía entre un 15-31 % de manganeso,
7-18 % de hierro y ratios de manganeso/hierro que oscilan entre 1 y 3.4, para
muestras obtenidas en el Océano Pacífico, mientras en el Océano Atlántico se
han encontrado muestras más ricas en hierro (14-28 %) que en manganeso (8-
20 %).
Figura 5. A y B) Imagen submarina y costras de ferromanganeso con altos
contenidos en cobalto y telurio muestreadas en el monte submarino Tropic
(suroeste de las islas Canarias) durante la expedición internacional JC142; C y
D) Costras de ferromanganeso sobre sustratos rocosos, recogidas en los montes
submarinos Echo y Drago durante la campaña oceanográfica DRAGO0511, en
mayo de 2011 (Fuente: IGME).
A nivel global, las costras tienen una cantidad de cobalto mayor respecto a los
nódulos de manganeso. Se han encontrado muestras con un enriquecimiento
de hasta un 2% de cobalto y la media en general es de 0.8 % en costras
tomadas de montes submarinos, a profundidades inferiores a 1500 m. Estos
depósitos también contienen cantidades significativas de otros metales,
principalmente níquel, plomo, molibdeno, vanadio telurio y tierras raras
(esencialmente cerio), además de cantidades relevantes de elementos del
grupo del platino.
Sulfuros polimetálicos submarinos
Los depósitos de sulfuros polimetálicos submarinos se originan por la emisión
de fluidos hidrotermales a altas temperaturas y en consecuencia estos
yacimientos están íntimamente ligados tanto a los procesos de formación de
nueva corteza oceánica mediante la expansión de los fondos oceánicos como a
las emisiones de material magmático derivados de la actividad volcánica
submarina (Fig. 6). Por lo tanto, estos depósitos se localizan tanto a lo largo de
los límites de placas tectónicas como en zonas de volcanismo intraplaca.
Los procesos hidrotermales submarinos que originan las emisiones de fluidos a
través de chimeneas (Fig. 6), se pueden dividir en dos grandes grupos: black
smokers y white smokers. La diferencia básica entre los dos grupos de
chimeneas es la temperatura de los fluidos emitidos al fondo oceánico. Los
denominados black smokers (Fig. 6A) suelen estar asociadas a procesos
hidrotermales de alta temperatura (>350° C), localizados próximos a las
dorsales medio oceánicas o en zonas de vulcanismo intraplaca. Los white
smokers (Fig. 6B) se asocian a zonas con procesos de hidrotermalismo alejados
del centro de emisión principal, por lo que reciben y expulsan fluidos más fríos
(<350° C).
Figura 6. A) Chimeneas (black smokers) con emisión de fluidos que en contacto
con el agua fría toma el característico color negro que precipitan formando
sulfuros polimetálicos. Estas chimeneas se encuentran en la cuenca tras-arco
Mariana (Océano Pacífico Occidental; B) Chimeneas (white smokers) formadas
por la precipitación de carbonato cálcico emitido (Campo hidrotermal Ciudad
Perdida, Océano Atlántico Medio) (Fuente: NOAA); C y D) Hornitos submarinos y
sedimentos metalíferos hidrotermales del volcán submarino Tagoro (El Hierro,
Canarias) filmados y muestreados con el ROV LUSO en 2014 durante la
campaña SUBVENT 2. (Fuente: IGME)
Además de las diferentes temperaturas, también los elementos emitidos son
distintos, ya que los black smokers emiten principalmente monosulfuros
metálicos (de color oscuro) que en contacto con el agua fría rápidamente
precipitan formando chimeneas de gran tamaño. Los white smokers en cambio,
emiten elementos como bario, calcio y silicio (que dan el color blanco a los
fluidos) y suelen ser relativamente más pequeñas que las de alta temperatura.
Ambas emisiones hidrotermales tienen en común la presencia de una gran
variedad de fauna extremófila asociada a las emisiones. En estas zonas se
pueden encontrar gusanos, corales y diferentes variedades de crustáceos o
peces, además de grandes comunidades microbianas quimiosintéticas que
dependen de los nutrientes aportados por estas emisiones.
En estas zonas, la circulación de fluidos (principalmente agua marina que
penetra en el fondo oceánico a través de las rocas) impulsados por flujos
convectivos asociados a la actividad hidrotermal es el principal proceso de
formación mineral en estos depósitos. Los fluidos hidrotermales lixivian y
transportan metales, así como otros elementos a través de las rocas hasta la
superficie del fondo marino. Una vez en contacto con el agua fría del océano los
diferentes minerales presentes en los fluidos precipitan en zonas con
determinadas condiciones físico-químicas formando depósitos con cantidades
variables de minerales (ej. pirrotina, pirita, esfalerita, calcopirita y bornita).
Algunos de estos yacimientos pueden contener cantidades significativas de
galena y oro nativo.
Depósitos minerales submarinos en España
En España, se han encontrado y estudiado depósitos minerales en distintas
áreas de la jurisdicción nacional así como en regiones que se encuentran dentro
de la propuesta para la ampliación de los límites de la Plataforma Continental
de España, registradas y presentadas ante la ONU (Fig. 7). Estos trabajos han
sido liderados por el Instituto Geológico y Minero de España (IGME) desde
finales de la década de 1970 a través de diferentes proyectos de infraestructura
e investigación.
Figura 7. Mapa de situación con los diferentes depósitos submarinos de
minerales polimetálicos que se han encontrado en aguas españolas y
portuguesas. (Fuente: IGME y Proyecto EMODnet Geology).
Por la abundancia y características de los minerales descubiertos se pueden
distinguir tres áreas geográficas de gran interés: el Golfo de Cádiz, el margen
oeste de Galicia y los montes submarinos de las islas Canarias.
En el Atlántico noreste, dentro de la región del Golfo de Cádiz, hay extensos
campos de nódulos de ferromanganeso (Fig. 8), con tamaños centimétricos,
ligados a estructuras de emisión de fluidos ricos en hidrocarburos. Estos
nódulos polimetálicos han sufrido un primer crecimiento diagenético en
condiciones de reducción e influenciado por procesos de oxidación anaeróbica
de hidrocarburos en diapiros y volcanes de fango. Acompañan a los nódulos
campos de chimeneas y enlosados carbonatados formados por la oxidación
anaeróbica de fluidos ricos en metano.
Figura 8. A) Imagen submarina tomada durante la campaña ANASTASYA 1999
de un campo de nódulos de manganeso acompañados de carbonatos derivados
de metano, y distribuidos de forma heterogénea sobre el fondo marino del Golfo
de Cádiz; B) Conjunto de nódulos de ferromanganeso con formas elipsoidales a
tabulares dragados en estructuras de emisión de fluidos a 1000 m de
profundidad. C y D) Secciones de nódulos de manganeso con una morfología
tabular y esférica, respectivamente. Se puede apreciar con claridad las
diferentes capas de óxidos de hierro y manganeso (González et al., 2012).
Posteriormente, los nódulos sufrieron un crecimiento hidrogenético en el
sedimento del fondo marino controlado principalmente por la acción de la
corriente mediterránea de salida (MOW), siendo más intensa esta acción
durante los periodos de glaciación, por el aumento de la erosión en el fondo y
promoviendo la precipitación superficial de óxidos. Debido a este origen, estos
nódulos son ricos esencialmente en hierro (38.58 %) y manganeso (6.03 %),
mientras que, por el contrario, son pobres en elementos traza como níquel
(0.011 %), cobre (0.004 %) y cobalto (0.01 %). También se puede encontrar en
el suroeste del Golfo de Cádiz, costras de hierro-manganeso fosfatizadas
conformando un pavimento sobre el suelo marino del denominado Banco del
Guadalquivir.
Al norte de la Península, se encuentra el Banco de Galicia, concretamente en el
margen noroeste de la placa Ibérica (Figs. 7 e 9D). En esta región hay montes
submarinos del Mesozoico (ej. Vasco de Gama, Porto, Vigo…) reactivados y
elevados durante el proceso tectónico pirenaico en el Cenozoico y
posteriormente, influenciados por la convergencia entre las placas Ibérica y
Euroasiática. Como consecuencia de su historia geológica y de su situación
geográfica en esta región se han formado principalmente tres tipos de
depósitos minerales: enlosados de fosforitas, nódulos de manganeso
enriquecidos en cobalto asociados a procesos geotermales, nódulos ricos en
hierro ligados a depósitos contorníticos, y costras de hierro-manganeso
hidrogenéticas.
Figura 9. A) Perfil sísmico multicanal a través de montículos y cañones en el sur
del Banco de Galicia con una exageración vertical x18 (V = 2 km/s); B) Enlosado
de fosforitas y nódulos de manganeso enriquecidos en cobalto, dragados en la
estación de muestreo DRR21; C) Secciones de un nódulo de manganeso rico en
cobalto; D) Ubicación del perfil sísmico obtenido en la estación de muestreo
DRR21. (González et al., 2016).
Los enlosados de fosforitas (Fig. 9B) que aparecen en el Banco de Galicia,
forman pavimentos sobre el suelo marino con un diámetro de decímetros,
espesores centimétricos, y caracterizados por colores blancos, marrones, y
rojizos que permiten su sencilla identificación; asimismo, este tipo de depósito
mineral aparece asociado a las costras de ferromanganeso hidrogenéticas con
concentraciones de hasta un 27 % de hierro y un 15 % de manganeso en su
composición, y los depósitos de costras crecen sobre la superficie de las
fosforitas, que actúan como substrato rocoso. También en el Banco de Galicia,
se han encontrado campos de nódulos de manganeso enriquecidos en cobalto
(hasta un 4%), o bien en hierro, con capas concéntricas formadas por la
precipitación de los óxidos de hierro y manganeso y suelen presentar formas
variables, siendo comunes las subesféricas e irregulares (Fig. 9C).
Las Islas Canarias se encuentran en el Atlántico Central, distan alrededor de
100 Km de la costa de Marruecos (Fig. 7). La Provincia Volcánica de las Islas
Canarias contiene un gran número de montes y colinas submarinas tanto en
dirección noreste como hacia el suroeste, donde se encuentran los montes
submarinos más profundos y antiguos. Todas estas elevaciones submarinas
como las islas mismas tienen un origen volcánico y se deben a una zona de
manto superior anormalmente caliente que a lo largo de más de 160 Ma ha
promovido el ascenso de magmas mantélicos.
Figura 10. Provincia de los montes submarinos de las islas Canarias. Sobre el
mapa están representados los depósitos de costras de ferromanganeso
enriquecidas en cobalto, así como lo de sulfuros polimetálicos-sedimentos
metalíferos (Fuente: IGME y Proyecto EMODnet Geology).
En la provincia de los montes submarinos canarios se han encontrado varios
depósitos de minerales submarinos. El depósito más importante por extensión y
tonelaje es representado por las costras de ferromanganeso ricas en cobalto.
Estas costras cubren prácticamente todas las elevaciones submarinas de la
zona con espesores que varían desde una pátina milimétrica hasta costras de
más de 25 cm.
Las costras más ricas y gruesas se localizan en las cumbres y flancos de los
montes submarino del suroeste, esencialmente en los montes Echo, The Paps,
Tropic, Drago y Bimbache (Fig. 10), aunque hay registros de su presencia en
todos los demás. Estos depósitos de ferromanganeso son ricos en hierro (20 %),
manganeso (14 %) y elementos trazas como cobalto (0.5 %), níquel (0.25 %),
vanadio (0.2 %), tierras raras (0.25 %) y elementos del grupo del platino (0.02
%). Estos valores representan un enriquecimiento de los elementos estratégicos
de las costras canarias con respecto a otros depósitos a nivel mundial (Fig. 11).
El telurio es el elemento que aparece más enriquecido en las costras de
ferromanganeso, con valores medidos de 50 ppm, representando
enriquecimientos de unas 10.000 veces sobre los valores medios de la corteza
terrestre.
Figura 11. Concentración de los elementos estratégicos de las costras de
ferromanganeso estudiadas de los montes submarinos canarios, en relación con
otros depósitos marinos. Co (cobalto); V (vanadio); Ni (níquel); Cu (cobre);
Mo+W+Tl (molibdeno + wolframio + talio); Nb (niobio); REY (tierras raras e
itrio); Pt (Platino) (Fuente: Modificado de Marino et al., 2016).
En los montes submarinos canarios se han encontrado también grandes
campos de nódulos de manganeso de tamaño decimétrico cubriendo parte de
las cumbre y flancos de los montes. Otro depósito importante es representado
por las fosforitas. Estas últimas se pueden encontrar tanto a la base de las
costras o sustituyendo en parte los óxidos de hierro y manganeso dentro de
ellas como formar los núcleos alrededor de los cuales crecen los nódulos de
manganeso.
Actualmente no se ha demostrado la presencia de sulfuros polimetálicos en la
zona de las Islas Canarias, aunque sí que se han localizado fuentes
hidrotermales según estudios realizados in situ en la campaña SUBVENT 2 tras
la erupción del volcán submarino de La Restinga en octubre 2011-marzo 2012.
Se ha confirmado la emisión de fluidos ricos en hierro y azufre con la formación
de depósitos hidrotermales metalíferos (Figs. 7 y 9). Esto se debe a la presencia
de un importante vulcanismo intraplaca consecuencia de la existencia de una
zona del manto anormalmente caliente que propicia los procesos volcánicos y la
formación de fuentes hidrotermales y sedimentos metalíferos asociados este
vulcanismo de punto caliente.
Minería submarina: presente y futuro
Hasta ahora se ha evidenciado la riqueza mineral de los fondos oceánicos tanto
a nivel mundial como en el territorio nacional, y es por ello, que se ha planteado
la posibilidad de explotar estos depósitos de minerales con altos contenidos en
elementos estratégicos, necesarios para el desarrollo de la tecnología actual.
Desde la Convención sobre el Derecho del Mar del año 1982, la ISA ha firmado
contratos de 15 años para la exploración de los depósitos de sulfuros, nódulos y
costras polimetálicas con veintitrés consorcios de diferentes países hasta el año
2015, sobre 2.2 millones de km2 en los fondos marinos de los océanos Atlántico,
Pacífico e Índico. De estos contratos, catorce son para la exploración de nódulos
de manganeso: trece en la zona de fractura de Clarion-Clipperton (Figs. 3 y 12)
y uno en la Cuenca del Índico Central (Fig. 3). En relación a los sulfuros
polimetálicos, hay concedidos cinco contratos de exploración en el suroeste y
en el centro de la dorsal de la India y en la dorsal media del océano Atlántico
(Fig. 13), mientras que los contratos de costras con altos contenidos en cobalto,
se han concedido en el Pacífico Occidental.
Figura 12 Áreas de exploración para los depósitos de nódulos polimetálicos en
la zona de fractura Clarion-Clipperton (ISA, 2014).
Según el convenio regulador establecido por la ISA, cada consorcio tiene el
derecho exclusivo de explorar un área inicial de 150.000 km2 durante los
primeros ocho años de contrato y finalizado ese tiempo, la mitad del área inicial
de exploración deberá ser abandonada a criterio de los contratitas. Asimismo,
los Estados Partes que participen en cada proyecto tienen la obligación de
preservar y proteger el ambiente marino, así como controlar la contaminación
del medio procedente de cualquier fuente, evaluando por ello los efectos
potenciales de las actividades a desarrollar durante y posteriormente a las fases
de exploración y explotación.
Figura 13. Área de exploración para los depósitos de sulfuros polimetálicos en la
dorsal medio Atlántica (ISA, 2013).
En los fondos marinos profundos situados fuera de la jurisdicción de los países
marítimos, es decir en ‘La Zona’, estas responsabilidades medioambientales
son compartidas entre los estados pertenecientes a los consorcios, ya que ‘La
Zona’ y sus recursos son considerados patrimonio común de la humanidad,
garantizando por ello, la preservación de la biodiversidad de los fondos marinos.
En relación a la tecnología de prospección minera submarina, es pionera la
empresa canadiense Nautilus Minerals; el éxito de esta compañía reside en
utilizar tecnologías procedentes de la industria del petróleo y gas para la
exploración y extracción de recursos minerales en alta mar, combinando estas
tecnologías con técnicas mineras de dragado en superficie (Fig. 14).
Figura 14. Diagrama de la futura explotación de los fondos marinos para la
extracción de minerales polimetálicos en la mina Solwara 1 (Fuente: Nautilus
Minerals).
Nautilus Minerals tiene la concesión de exploración en el yacimiento de sulfuros
masivos polimetálicos ricos en cobre de alta calidad, plata, zinc y oro que están
asociados a un sistema de emisiones hidrotermales marinas, descubierto en el
año 1985 durante la ejecución del proyecto Solwara 2 en Papúa Nueva Guinea.
Por ello, esta empresa tras finalizar la fase de exploración del campo Solwara 1,
se prevé que comience con la explotación con fines comerciales de los sulfuros
polimetálicos en 2019, utilizando maquinaria teledirigida como cortadoras (AC y
BC) y recolectoras (CM) (Fig. 15). Con esta maquinaria, la empresa Nautilus se
propone fracturar el sustrato rocoso del fondo marino en el que se localiza el
yacimiento y extraer material mediante bombas de absorción, impulsándolo a
través de tubos hasta los buques de apoyo a la minería submarina (Fig. 14) para
que una llenos, transporten el material hasta las plantas de tratamiento y
separación de las fases minerales.
Figura 15. Cortadoras y recolectoras submarinas propiedad de la empresa
Nautilus Minerals (Fuente: Nautilus Minerals).
AGRADECIMIENTOS
Este trabajo ha sido financiado por los proyectos SUBVENT (CGL2012-39524-
C02-02); Ampliación de la Plataforma Continental al Oeste de las Islas Canarias
(CTM2010-09496-E); EMODnet-Geology (2012/S96-158476), EXPLO-SEA
(CTM2016-75947-R), REMIMARES (IGME-2571), proyecto de Garantía Juvenil en
I+D+I (PEJ-2014-A-57173) y por la beca FPU (FPU014/06774). Los autores
agradecen a las tripulaciones y equipos científico-técnicos de los buques
Hespérides, Sarmiento de Gamboa, Miguel Oliver, James Cook (Reino Unido) y
de la Estrutura de Missão para a Extensão da Plataforma Continental (Portugal)
por su experiencia en la toma de datos, muestras e imágenes submarinas para
la elaboración de estas investigaciones.
EL SERVICIO DE CARTOGRAFÍA GEOLÓGICA MARINA DEL IGME
El Servicio de Cartografía Geológica Marina del IGME participa en acciones
nacionales e internacionales para la investigación de minerales submarinos a
través de varios proyectos. Estos proyectos han permitido el descubrimiento en
el Atlántico Norte y la región antártica de importantes mineralizaciones
polimetálicas de nódulos y costras de ferromanganeso, fosforitas, sedimentos
metalíferos hidrotermales y biomineralizaciones de carbonatos derivados de la
oxidación microbiana de metano.
El Servicio de Cartografía Geológica Marina del IGME tiene una gran experiencia
en el campo de la investigación en aguas profundas desde 1992. El grupo ha
participado en siete cruceros de investigación en la Antártida (Península
Antártica, Mar de Weddell y Mar de Scotia). También ha organizado cruceros en
el Golfo de Cádiz, margen marroquí, mar de Alborán, Islas Canarias, Mar Céltico,
Galicia y el Golfo de Vizcaya a bordo de diferentes buques de investigación
como el español "Hespérides" y el IFREMER francés "L'Atalante". El Grupo de
Geología Marina ha participado en el programa EUROMARGINS de la Fundación
Europea de la Ciencia (ESF). Entre los objetivos científico-técnicos del Servicio
de Cartografía Geológica Marina se encuentran la cartografía geológica de los
fondos marinos incluyendo la extensión de la plataforma continental, recursos
minerales y energéticos marinos, emisiones frías y ambientes hidrotermales en
aguas profundas, desde la plataforma hasta las llanuras abisales.
Para ampliar la información sobre los depósitos minerales en fondos marinos
profundos pueden consultar las siguientes referencias y enlaces:
Depósitos minerales submarinos
Hannington, M.D., Galley, A.G., Herzig, P.M., and Petersen, S., 1998,
Comparison of the TAG Mound and stockwork complex with Cyprus-type
massive sul]de deposits, in Herzig, P.M., 8 Humphris, S.E., Miller, D.J. and
Zierenberg, R.A., eds., Proceedings of the Ocean Drilling Program,
Scientic Results Volume 158: College Station, Texas, p. 389-415.
Hein, J.R., T.A. Conrad, and H. Staudigel. 2010. Seamount mineral
deposits: A source of rare metals for high-technology industries.
Oceanography 23 (1), p. 184-189.
Rona, P .A. 2008. The changing vision of marine minerals. Ore Geology
Reviews 33, p. 618-666.
Workshop on Minerals Other than Polymetallic Nodules Of the
International Seabed Area. O^ce of Resource and Environmental
Monitoring International Seabed Authority, Kingston, Jamaica, April 2004.
ISBN: 976-610-647-9 (pbk).
Programa de cooperación internacional para el estudio de dorsales
oceánicas http://www.interridge.org/
Depósitos minerales submarinos en España
Proyecto EMODnet-Geology http://www.emodnet-
geology.eu/geonetwork/srv/spa/catalog.search#/home
González, F.J., Somoza, L., León, R., Medialdea, T., Torres, T., Ortiz, J.E.,
Lunar, R., Martínez-Frías, J., Merinero, R. 2012.Ferromanganese nodules
and micro-hardgrounds associated with the Cadiz Contourite Channel (NE
Atlantic): Palaeoenvironmental records of `uid venting and bottom
currents. Chemical Geology 310-311, p. 56-78.
González, F. J., Somoza, L., Hein, J. R., Medialdea, T., León, R., Urgorri, V.,
Reyes, J., Martín-Rubí, J. A. 2016. Phosphorites, Co-rich Mn nodules, and
Fe-Mn crusts from Galicia Bank, NE Atlantic: re`ections of Cenozoic
tectonics and paleoceanography. Geochem. Geophys. Geosyst. 17, 2, p.
346-374. http://dx.doi.org/10.1002/2015GC005861
Marino, E., González, F.J., Somoza, L., Lunar, R., Ortega, L., Vázquez, J.T.,
Reyes, J., Bellido, E., 2016. Strategic and rare elements in Cretaceous-
Cenozoic cobalt-rich ferromanganese crusts from seamounts in the
Canary Island Seamount Province (northeastern tropical Atlantic). Ore
Geology Reviews (in press). http://dx.doi.org/10.1016/j.oregeorev.
2016.10.005
Diaz-del-Río, V., Somoza, L., Martínez-Frías, J., Mata, M.P., Delgado, A.,
Hernández Molina, F.J., Lunar, R., Martín Rubí, J.A., Maestro, A., Fernández
Puga, M.C., León, R., Llave, E., Medialdea, T., Vázquez, J.T. 2003. Vast ]eld
of hydrocarbon-derived carbonate chimneys related to the accretionary
wedge/olistostrome of the Gulf of Cadiz. Marine Geology, 195, p. 177-
200.
Minería submarina, jurisdicciones marítimas y códigos mineros
Autoridad Internacional de los Fondos Marinos (ISA)
http://www.isa.org.jm/es/home
Compañía minera de exploración y explotación de sulfuros polimetálicos
http://www.nautilusminerals.com/s/Home.asp
Somoza, L. 2012. España amplía sus fronteras en el mar. XXX SEMANA
DE ESTUDIOS DEL MAR. Ed. Fundación ASESMAR cap. 3. p. 45-66.
