Construir una tierra virtual podría ser la clave para la energía limpia

Un viaje en el tiempo podría ayudarnos a comprender dónde se formaron los depósitos de cobre a lo largo de los cinturones montañosos

Más de 100 países, incluidos Estados Unidos y miembros de la Unión Europea, se han comprometido a cero emisiones de carbono para 2050. El mundo necesitará mucho metal, especialmente cobre.

Recientemente, la Agencia Internacional de Energía dio la alarma sobre el suministro global de cobre, el metal más comúnmente utilizado en tecnologías de energía renovable. Con Goldman Sachs prediciendo que la demanda de cobre aumentará hasta en un 600% para 2030 y que la oferta global será cada vez más escasa, está claro que necesitamos encontrar grandes depósitos de cobre nuevos rápidamente.

Será imposible obtener esa cantidad de cobre a menos que se descubran nuevos depósitos de cobre importantes. Sin embargo, hubo poca exploración de cobre durante la última década porque los precios han sido relativamente bajos.

Se desarrolló un programa de computadora para modelar la tierra en cuatro dimensiones para observar el interior del planeta y retroceder en el tiempo para averiguar dónde se formaron los depósitos de cobre a lo largo de las antiguas cordilleras. Este software llamado GPlates es un poderoso sistema de información de cuatro dimensiones para geólogos.

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Cómo se crean los grandes depósitos de cobre

Muchos de los depósitos de cobre más ricos del mundo se formaron a lo largo de cadenas montañosas volcánicas como los Andes y las Montañas Rocosas. En estas regiones, una placa tectónica oceánica y un continente chocan, y la placa oceánica se hunde por debajo del borde del continente en un proceso llamado subducción.

Este proceso da como resultado la formación de diversas rocas ígneas y depósitos de cobre a lo largo de los bordes del continente a profundidades de entre uno y cinco kilómetros en la corteza, en los que circulan en redes líquidos ígneos calientes que contienen cobre y otros elementos. Después de millones de años de erosión y movimiento de nuevas placas, estos tesoros salen a la superficie a la espera de ser descubiertos.

Buscar cobre

Los geólogos suelen utilizar una herramienta bien establecida para buscar cobre. Esto incluye mapeo geológico, muestreo geoquímico, estudios geofísicos y teledetección. Sin embargo, este enfoque no tiene en cuenta la formación de líquidos ígneos en el espacio y el tiempo como la fuerza impulsora detrás de la formación del cobre.

Se sabe que estos fluidos ígneos se originan en la “cuña del manto”, una pieza de manto en forma de cuña entre las dos placas que se alimenta de los fluidos oceánicos que emergen de la placa descendente. La placa oceánica se calienta a medida que desciende, liberando fluidos que se elevan a la corteza continental suprayacente, lo que a su vez fomenta la actividad volcánica de la superficie y la acumulación de metales como el cobre.

Las diferencias en la forma en que se produce la subducción y las propiedades de la placa oceánica podrían ser el secreto para comprender mejor dónde y cuándo se forman los depósitos de cobre. Sin embargo, esta información no se ha utilizado tradicionalmente en la exploración de cobre.

Construir una tierra virtual

En el grupo de investigación EarthByte, gracias a este software de tectónica de placas GPlates, “se puede construir” una tierra virtual que nos permite mirar profundamente por debajo de la superficie y viajar a través del tiempo. Uno de sus muchos usos es comprender dónde se han formado los depósitos de cobre a lo largo de los cinturones montañosos.

En un artículo reciente se explica cómo funciona el proyecto centrado en los últimos 80 millones de años, ya que la mayoría de los depósitos económicos de cobre conocidos a lo largo de los cinturones montañosos se formaron durante este tiempo. Este período también es el más preciso para nuestros modelos.

Se utilizó el aprendizaje automático para encontrar conexiones entre los depósitos de cobre conocidos a lo largo de los cinturones montañosos y la evolución de la zona de subducción asociada. Nuestro modelo examina varios parámetros diferentes de la zona de subducción y determina su importancia con respecto a la asociación con depósitos minerales conocidos.

¿Qué resulta ser importante? La velocidad a la que se mueven las placas entre sí, la cantidad de carbonato de calcio contenido en la corteza de subducción y los sedimentos de aguas profundas, la edad y el grosor de la placa de subducción y la distancia al borde más cercano de una zona de subducción.

Gracias al enfoque de aprendizaje automático, se pudo examinar diferentes partes del mundo y ver si han experimentado condiciones en diferentes momentos que propiciaron la formación de depósitos de cobre. Identificamos varias regiones candidatas en los Estados Unidos, incluido el centro de Alaska, el sur de Nevada, el sur de California y Arizona, y numerosas regiones en México, Chile, Perú y Ecuador.

Saber cuándo se formaron los depósitos de cobre es importante, ya que ayuda a los investigadores a enfocar sus esfuerzos en rocas de ciertas edades. Además, muestra el tiempo que tuvieron ciertos escombros para acercarse a la superficie.

Existen depósitos similares en Australia, por ejemplo, en el distrito de cobre y oro de Cadia en Nueva Gales del Sur. Sin embargo, estas rocas son mucho más antiguas (entre 460 y 430 millones de años) y requieren modelos de tierra virtual que se remontan mucho más atrás que los utilizados en Estados Unidos.

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El futuro de la exploración minera

Encontrar 10 millones de toneladas de cobre para 2030, que son ocho de los depósitos de cobre más grandes que se explotan hoy, es un gran desafío.

Con el apoyo de más de una década de AuScope y la Estrategia Nacional de Infraestructura de Investigación Colaborativa (NCRIS), existe la certeza de abordar este desafío. Al fortalecer las placas GP del telescopio australiano junto con la inteligencia artificial y la supercomputación, podemos ir de frente.

Estas nuevas tecnologías están siendo utilizadas cada vez más por startups australianas como Lithodat y DeeperX, así como por empresas mineras que trabajan con universidades, para desbloquear el enorme potencial de la IA para el descubrimiento de minerales críticos.

Fuentes: Artículo de Dietmar Müller, profesor de geofísica, Universidad de Sydney; Jo Condon, investigador honorario de la Universidad de Melbourne; Julian Diaz, geólogo de exploración, Universidad de Sydney, y Rohitash Chandra, profesor titular, UNSW

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