USGS: Las rocas de sulfuro de aguas profundas pueden encenderse espontáneamente en el laboratorio

Científicos dirigidos por el Servicio Geológico de EE.UU. (USGS) han descubierto que ciertas rocas de sulfuro de metal extraídas del fondo oceánico profundo pueden calentarse e incendiarse por sí solas una vez expuestas al aire en un laboratorio. El hallazgo proviene de muestras recolectadas en la Trinchera de Escanaba, un área hidrotermal a lo largo de la Dorsal de Gorda meridional en la Zona Económica Exclusiva de EE.UU. frente a la frontera de Oregón-California.

Qué sucedió

Según el USGS, los investigadores recopilaron 57 muestras de rocas hidrotermales de cuatro regiones de la Trinchera de Escanaba utilizando un vehículo operado remotamente durante una expedición de 2022. El trabajo involucró colaboración con la Oficina de Gestión de Energía Oceánica (BOEM) y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA), según los reportes de ScienceAlert sobre el estudio.

La mayoría de las muestras contenían sulfuros de metal ricos en cobre, zinc y hierro, pero dos de ellas se combustionaron espontáneamente después de ser liofilizadas y molidas en el laboratorio, reportó ScienceAlert. El USGS dijo que las rocas que se combustionaban estaban compuestas principalmente de marcasita nanocristalina, un mineral de sulfuro de hierro, que había reemplazado a un mineral anterior llamado pirrotita. Ocean News también enumeró isocubanita y calcopirita entre los minerales presentes en los depósitos.

Por qué se encendieron las rocas

El USGS explica que la marcasita experimentó una oxidación exotérmica cuando fue expuesta al oxígeno, liberando calor. ScienceAlert reportó que esta reacción elevó las temperaturas de las muestras por encima de 100°C, con el material de roca original siendo completamente oxidado. Acciones mecánicas como la molienda durante el procesamiento en el laboratorio parecen haber proporcionado energía adicional que ayudó a desencadenar el autocalentamiento, según ScienceAlert.

La investigación, publicada en la revista Scientific Reports bajo el título "Spontaneous combustion of metal sulfide minerals and implications for seafloor massive sulfide mining", concluye que la forma nanocristalina alterada del mineral es menos estable que su precursor primario, haciéndola más propensa a este tipo de reacción.

Por qué es importante para la minería de aguas profundas

Los autores del estudio enmarcan el descubrimiento como un peligro relevante para cualquier minería futura de depósitos de sulfuro masivo del fondo marino (SMS) — formaciones ricas en minerales alrededor de chimeneas hidrotermales que han atraído interés como fuentes potenciales de cobre, zinc y otros metales. Llevar tales rocas a la superficie las expone a niveles de oxígeno, temperatura, presión y humedad muy diferentes en comparación con el fondo marino, condiciones que el USGS dice podrían desencadenar el autocalentamiento.

Ocean News reportó que el estudio subraya que las características minerales de depósitos individuales importan cuando se evalúa el riesgo, y que los protocolos de seguridad existentes desarrollados para la minería de sulfuro basada en tierra pueden no aplicarse directamente a materiales recuperados del fondo marino profundo. ScienceAlert notó que los investigadores advirtieron específicamente que la reacción podría causar incendios de inicio rápido a bordo de barcos que manejen tal carga.

Lo que aún no se conoce

Los hallazgos reportados se basan en un número limitado de eventos de combustión — dos de 57 muestras — de un solo sitio, la Trinchera de Escanaba. Las fuentes revisadas no indican con qué frecuencia esta reacción ocurriría en otros sitios hidrotermales con composiciones minerales diferentes, ni esbozan protocolos de seguridad específicos nuevos que los operadores mineros necesitarían adoptar. El estudio en su lugar pide evaluaciones de riesgo dedicadas y controles de ingeniería adaptados a la extracción de SMS, según Ocean News.

Hechos clave de un vistazo

• Muestras recolectadas en 2022 de la Trinchera de Escanaba, frente a la costa de Oregón-California, mediante vehículo operado remotamente.
• 57 muestras de rocas hidrotermales recopiladas; 2 se combustionaron espontáneamente durante el procesamiento en el laboratorio.
• Las rocas combustibles fueron compuestas principalmente de marcasita nanocristalina, que reemplazó a la pirrotita anterior.
• Las temperaturas de las muestras excedieron 100°C durante la reacción, según el reportaje de ScienceAlert.
• Estudio publicado en Scientific Reports; dirigido por USGS con participación de BOEM y NOAA.