Los minerales más raros y escasos

Los minerales más raros y escasos.
Los minerales más raros y escasos
Fingerita ,vía mindat.org
Los minerales más escasos nos ayudan a desvelar importante secretos acerca de la formación de la Tierra o de su corteza, sobre el origen de la vida, de los procesos biológicos y de la coevolución de la biología y geología terrestre.

Los procesos geológicos en la Tierra influyen sobre la vida que la habita, pero esta también influye en su geología.

Entre otras cosas altera o incluso crea rocas y minerales que no estarían ahí si no hubiera vida.

Esto es obvio cuando nos fijamos en los procesos como la formación de rocas calizas o los grandes depósitos de óxido de hierro que se formaron cuando la fotosíntesis empezó a liberar oxígeno.

Sin embargo, hay otros procesos en los que participa la vida más sutiles mediante lo cuales se forman minerales muy raros. Recientemente se han categorizado los 2500 minerales más raros de este planeta de los 5000 conocidos.

Algunos de ellos podrían servir de bioindicadores en otros planetas, pues sólo se forman en la Tierra cuando hay vida presente.

Según Robert Hazen (Carnegie Institution, Washington DC) estos minerales raros son la distinción respecto al resto de planetas, revelan las condiciones subterráneas que los crearon y ofrecen pistas sobre el pasado biológico de nuestro planeta.

Estos minerales se dan en contadas ocasiones y en pequeñas cantidades que pueden llegar a ser microcantidades.

A veces incluso se evaporan o descomponen cuando son expuestos al aire o a la luz. Cada uno de estos minerales se encuentra en sólo cinco o menos localizaciones en el mundo (de hecho es así como se define “raro” en mineralogía) y el volumen total no suele llegar al centímetro cúbico.

 Arsenopirita y claudetita

Arsenopirita y claudetita
Por lo general, los minerales que contienen arsénico en su composición suelen ser bastante peligrosos, especialmente aquellos que, como los óxidos o los arseniatos de metales alcalinos, son muy solubles. El simple contacto puede provocar intoxicación, su ingestión es potencialmente letal y si se calientan emiten gases tóxicos. Los más conocidos son la arsenopirita o mispíquel, un sulfuro de hierro y arsénico (FeAsS), y la claudetita, un óxido de arsénico (As2O3)

Son mucho más raros que las tierras raras, aunque pueden estar expuestos a simple vista, como la ottoita, un mineral de teluro que está en rocas de la montaña Otto de San Bernardino (California).

El origen de la rareza, o más bien escasez, de estos minerales está muchas veces en que los elementos que los componen se dan juntos en condiciones muy inusuales por ser escasos.

Así por ejemplo, el berilio y el antimonio no suelen estar juntos, pero dan lugar a la swedenborgita.

O la alburnita, un mineral descubierto en 2014 en las montañas de Rumanía que está compuesto por germanio y teluro.

Otras veces estos minerales se forman en condiciones extremas, como la fingerita, una combinación de cobre y vanadio, que sólo se ha podido encontrar en las fumarolas del volcán Izaico en El Salvador.


Oropimente y rejalgar
Oropimente y rejalgar
Compuesto de trisulfuro de arsénico (As2S3), el oropimente se encuentra habitualmente cerca de fuentes hidrotermales y ha llegado a ser empleado por algunas culturas como arma, impregnando con su polvo las puntas de sus flechas. El rejalgar (As4S4) es también de elevada toxicidad y se encuentra a menudo asociado al oropimente y la arsenopirita como mineral secundario.

Otras veces se dan en los lagos hipersalinos o en otro tipo de ambientes extremos. Así por ejemplo, la hazenita, un fosfato hidratado, se da en las condiciones extremadamente alcalinas (pH 10) del lago Mono en California. 

O, por el contrario, otros minerales como la bernalita o la amonioalnita se forman en condiciones ácidas de pH 3,6 o menor de fuentes hidrotermales o sulfurosas.

Un caso extremo es el de la bridgmanita, una perosvkita de magnesio silicio y oxígeno encontrada sólo una vez en un meteorito y que fue el resultado de una fase que se forma por la presión provocada debida al impacto sobre el suelo. Aunque se supone que en el manto terrestre puede darse en gran cantidad. Otras fases extraterrestres encontradas gracias a la microscopia electrónica de transición en meteoritos son la hutcheonita y la allendeite, minerales que todavía no se han encontrado en la corteza terrestre.

Algunos de estos minerales de estos son escasos porque son inestables bajo condiciones normales.

Así por ejemplo, la harmunita está compuesta por elementos tan comunes como el calcio, el hierro y el oxígeno, pero es destruida si entra en contacto con el sílice, que es muy común en la corteza terrestre.

Cervantita y senarmontita

Cervantita y senarmontita
Los minerales con antimonio no son tan tóxicos como los que contienen arsénico, pero si tienen que ser manejados con precaución, especialmente los llamados ocres de antimonio, derivados de la estibina (Sb3+(Sb5+)2O6(OH)). Algunos, en presencia de metales, reaccionan con ácidos generando hidruro de antimonio, un gas altamente tóxico. La cervantita (Sb2O4) y la senarmontita (Sb2O3) son las más representativas

Así que sólo se ha encontrado en un par de lugares. 

Otro ejemplo de este tipo es la hatrurita, descubierta en la formación Hatrurim de Israel y formada por silicio, calcio y oxígeno, que se forma a 1250 grados, pero sólo en ausencia de aluminio. 

Algunas zeolitas sólo tienen una fase estable a una presión, temperatura y composición específicas. Otros minerales se disuelven fácilmente en agua o son compuestos hidratados un tanto inestables.

Es curioso que algunos minerales que los podemos considerar estables a la escala humana no los son a la escala geológica de millones de años, como le ocurre a algunas evaporitas. Así por ejemplo 100 especies de minerales formados por compuestos de boro en el Fanerozoico van perdiendo boro o mercurio con el tiempo hasta ser escasos.

También puede haber ocurrido que algunos minerales sean escasos o se hayan extinguido por culpa de la acción humana, sobre todo cuando estaban junto a otros que contenían oro, germanio, cobre, uranio u otros elementos de importancia económica.

Estos minerales no son meras curiosidades, pues pueden desvelar importante secretos acerca de la formación de la Tierra o de su corteza.

Algunas teorías sobre la aparición de la vida en este planeta involucran la presencia de ciertos minerales, como los sulfatos, boratos y compuestos de molibdeno.


 Villaumita
Villaumita
Este mineral, compuesto por fluoruro de sodio (NaF) es altamente venenoso. Su contacto puede causar irritación de la piel y las mucosas, y su ingestión puede ser potencialmente letal.

Incluso la inhalación de polvo de villiaumita puede causar trastornos en el sistema nervioso, arritmias y fallo renal.

Dos tercios de estos 2500 minerales raros son la consecuencia de procesos biológicos, como la biomineralización. Por tanto podrían ayudar a comprender mejor la coevolución de la biología y geología terrestre. 

Quizás se los pueda encontrar en Marte o en otros cuerpos del Sistema Solar, lo que nos diría que hay o hubo vida en el pasado en ellos.


Calcantita y melanterita

Calcantita y melanterita
La calcantita (Cu(SO4)·5H2O) es un sulfato de cobre que se emplea en joyería. Sus cristales azules, muy solubles, son altamente tóxicos y pueden contaminar depósitos de agua acabando con toda la vida, tanto animal como vegetal. Su atractivo aspecto y su sabor no demasiado desagradable la hacen especialmente peligrosa para los niños. La melanterita (FeSO4·7H2O) es un sulfato de hierro, con similares cualidades.


Galena y cerusita
Galena y cerusita
En general, todos los minerales que contengan algún metal pesado son susceptibles de provocar intoxicaciones. En el caso del plomo, no suelen ser comunes las intoxicaciones agudas (salvo casos muy concretos, como beber agua muy contaminada) y el peligro viene dado más frecuentemente por la exposición prolongada, ya que el plomo se acumula en el organismo y causa una intoxicación crónica. Minerales de este tipo son la galena o sulfuro de plomo (PbS) y la cerusita o carbonato de plomo (PbCO3).


 Lorandita

Lorandita
El talio es un metal pesado altamente tóxico cuyos minerales no son muy comunes y deben ser manejados con precaución. Y más si, como en el caso de la lorandita, se hallan en combinación con otros elementos peligrosos como el arsénico. Este sulfuro de talio y arsénico (TlAsS2) además es peligroso porque se pulveriza con facilidad y su inhalación es igualmente dañina.


Hutchinsonita

Hutchinsonita
Y para rizar el rizo, tenemos a la hutchinsonita, un sulfuro no de uno ni de dos metales pesados, sino de tres: arsénico, plomo y talio (TlPbAs5S9). Muy nocivo y potencialmente letal.




Greenockita
Greenockita
Sulfuro de otro metal pesado, el cadmio (CdS), es venenoso por ingestión o inhalación, e incluso su contacto sin las debidas precauciones puede acarrear problemas de salud.



 Cinabrio y coloradoíta

Cinabrio y coloradoíta
Los minerales de mercurio también suponen un notable riesgo para el que los manipula ya que, si bien los compuestos de mercurio solubles son muy raros en la naturaleza, el mercurio metálico en si puede causar intoxicaciones por ingestión o por inhalación, acumulándose en el organismo. Los minerales más comunes son el cinabrio (sulfuro de mercurio, HgS) y la coloradoíta (teluriuro de mercurio, HgTe). Ambos son utilizados para la extracción del mercurio para uso industrial.


Asbesto

Asbesto
Este grupo de minerales fibrosos, compuestos por cadenas dobles de silicatos, fueron muy utilizados en la construcción y en la industria, hasta que se descubrió que eran altamente cancerígenos, sobre todo cuando sus fibras son inhaladas. Hoy en día su uso está prohibido en la mayor parte del mundo.



Uraninita y torbernita
Uraninita y torbernita
Todos los minerales de uranio producen radiactividad en mayor o menor medida, por lo que su manejo debe hacerse bajo estrictas medidas de seguridad.

La uraninita es óxido de uranio (UO2) que suele contener impurezas de plomo, radio o torio.

Es muy radiactiva y además su descomposición puede generar radón, gas potencialmente cancerígeno. La torbernita (Cu(UO2)2(PO4)2 · 8-12 H2O) no es tan radiactiva, pero igualmente se deben tomar grandes precauciones en su manipulación.


Descubren minerales jamás vistos en la naturaleza

Los minerales más raros y escasos
La basta extensión de Siberia puede dar lugar a muchas sorpresas, y parece que estas nunca se acaban.

Si bien en su momento os hablamos de cómo se habían producido misteriosas “burbujas” en el suelo de la tundra siberiana, parece que las sorpresas en este gélido lugar no terminan con estos extraños fenómenos. Ahora el punto de mira no está en la superficie, sino más bien en las minas de Siberia y en algo que han encontrado allí.

Ese algo son nuevos minerales naturales. Pero no solo eso, sino que dichos extraños minerales jamás se habían encontrado previamente en un entorno natural, aunque curiosamente hace décadas que los conocemos: Desde 1980 somos capaces de crearlos en laboratorio.

Los minerales más raros y escasos

Los nuevos minerales naturales jamás vistos en la naturaleza

Como ya sabréis, en un entorno de laboratorio es posible crear nuevos elementos químicos o nuevas sustancias, como es el caso de los minerales. 

Teóricamente muchas de las sustancias que logramos crear de esta forma jamás se ven en un entorno natural, pero precisamente eso es lo que ha ocurrido ahora en las minas de Siberia.

Estos nuevos minerales naturales se conocen como armazones organometálicos o MOF, una especie de esponjas moleculares que pueden absorber hidrógeno y dióxido de carbono. 

Por ello, sus propiedades para absorber estas sustancias pueden sernos de gran utilidad en la lucha contra el cambio climático, y por ello los investigadores llevan más de treinta años intentando mejorar los MOF artificiales, siempre pensando que no existían de forma natural. Pero se equivocaban. 


Hace 70 años se descubrieron los MOF, pero nadie lo sabía 

Ahora, los investigadores de la Universidad McGill (Canadá), cuyo trabajo se ha publicado en Science Advances, han comprobado que los MOF naturales existen, lo cual plantea la posibilidad de que haya otro tipo de nuevos minerales naturales de este tipo en algún lugar, y que no los hayamos descubierto todavía.

Curiosamente, estos extraños minerales llamados stepanovite y zhemchuzhnikovita ya se conocían hace 70 años. Se descubrieron entre 1940 y 1960, pero nadie lo sabía. La tecnología de la época era muy limitada y no se pudieron examinar debidamente, por lo que hasta ahora habían caído en el olvido. 

Sin embargo, estos investigadores encontraron una investigación sobre minerales del año 2010 donde se describía su estructura, la cual era muy similar a los MOF de laboratorio. Gracias a dicha descripción replicaron los minerales siberianos en laboratorio, y demostraron que realmente eran como los conocidos MOF artificiales, pero naturales. 

Por otro lado, dos colaboradores rusos analizaron de forma directa los minerales de las minas de Siberia, confirmando que estaban en lo cierto: Los nuevos minerales naturales eran exactamente iguales que los MOF de laboratorio. 

armazones organometálicos o MOF

Las rocas espaciales que podrían salvar nuestro planeta 

El estudio de dos rocas del tamaño de una nuez podría enseñar como detener la posible colisión de asteroides con la Tierra.

Usar los nuevos minerales naturales será complicado

Por desgracia, no podremos usar estos nuevos minerales naturales a corto plazo. Su estructura aún no está totalmente estudiada ni modificada para capturar dióxido de carbono, además son muy complicados de encontrar: Hizo falta excavar hasta 230 metros de profundidad, atravesando la capa de permafrost siberiana o capa congelada permanente.

De momento, los investigadores se han tomado el hallazgo como un punto de partida para seguir buscando otros MOF naturales, los cuales podrían usarse en el futuro contra el cambio climático con el objetivo de acabar con la grave contaminación actual.


No hay ninguna roca como esta en toda la Tierra

Los minerales más raros y escasos
La historia del meteorito del lago Tagish empezó el pasado año 2000, cuando aterrizó repentinamente en Canadá.

En enero del año 2000, una bola de fuego cayó en picado sobre el congelado lago Tagish, al noroeste de la Columbia Británica. Como podéis imaginar, el impacto vaporizó la zona de aterrizaje, dejando un cráter del tamaño de un coche y consiguiendo que la roca, que tendría un volumen aproximado de 5 metros de diámetro, se desintegrara en unos pocos trozos recuperables.

En aquel momento, hace ya 16 años, los investigadores ya sospecharon que el meteorito del lago Tagish podía ser uno de los trozos más antiguos del Sistema Solar. Y ahora, según podemos leer en un reciente estudio publicado en The Astronomical Journal, parece que estaban en lo cierto: El meteorito procede el Cinturón de Kuiper, fuera del Sistema Solar. 


El verdadero origen del meteorito del lago Tagish

Según comentan los investigadores, la composición de este meteorito es muy similar a la del mismo Sol, al menos en cuanto a sus compuestos gaseosos se refiere. Además, sus minerales están muy poco alterados en comparación al resto de meteoritos estudiados. Podríamos pensar que el aterrizaje de un meteorito de fuera de nuestro Sistema Solar es algo relativamente común, pero no es así.

De hecho, la mayoría de millones de meteoritos que pueden intentar llegar hasta la Tierra acaban siendo parados por el cinturón de asteroides que se encuentra entre Marte y Júpiter, el cual actúa como barrera. Sin embargo, el meteorito del lago Tagish ha sido una gran excepción a la regla. 

Cómo llegó este extraño meteorito a la Tierra 

Los minerales más raros y escasos
Según una nueva hipótesis del Southwest Research Institute, el origen del meteorito del lago Tagish podría encontrarse en un antiguo planeta gaseoso creado hace 4 millones de años.

Actualmente los gigantes gaseosos son Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, pero según las simulaciones del Sistema Solar llevadas a cabo por los investigadores, durante la lucha entre estos planetas para ocupar su lugar, las fuerzas gravitacionales que poseen podrían haber arrastrado rocas desde el Cinturón de Kuiper hacia la zona interna del Sistema Solar, saltándose así el cinturón de asteroides.

Por otro lado, otro estudio independiente sugería que podría haber existido un quinto planeta gaseoso, el cual habría sido expulsado por la fuerza de Júpiter. Sin embargo, algunas partes de este antiguo quinto planeta gaseoso podrían haberse quedado dispersas por el Sistema Solar.

De momento todo esto son especulaciones, pero la NASA tiene planeado mandar una nueva misión New Horizons a un objeto de este Cinturón de Kuiper, 2014 MU69, por lo que pronto podríamos tener materiales para comparar con el meteorito del lago Tagish.

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