This is an authorized translation of an Eos article. Esta es una traducción al español autorizada de un artículo de Eos.
En Clayton Valley, una gran cuenca del condado de Esmeralda en el oeste de Nevada, se extienden pozas de color aguamarina entre montañas de tonos marrones bajo un despejado cielo azul. Cuencas y cordilleras similares se alinean como batallones de oeste a este por todo el estado, aunque la mayoría están totalmente secas. Los tranquilos estanques de Clayton son artificiales y ricos en litio.
Silver Peak, un pequeño pueblo minero de plata de este remoto valle, se convirtió en la primera planta de producción de litio de Nevada en 1966, décadas antes de que este metal se convirtiera en un elemento estratégico para las energías renovables y la seguridad nacional. La planta, operada por Albemarle Corporation, produce 5,512 toneladas (5,000 toneladas métricas) de carbonato de litio anualmente.
Silver Peak es la única planta productora de litio de Nevada, pero eso cambiará pronto.
“Nevada tiene claramente más litio que cualquier otro estado”.
Históricamente, el litio ha tenido poca importancia económica, pero la creciente demanda de baterías de iones de litio ha acentuado el interés por estos yacimientos. Según el Servicio Geológico de EE.UU., las baterías, principalmente para vehículos eléctricos, representan el 87% del consumo mundial de litio. Los analistas prevén que este porcentaje aumente hasta el 95% en 2030. Estados Unidos produce un insignificante 0.5% del litio mundial, pero Nevada podría ajustar esa estadística.
“Nevada tiene claramente más litio que cualquier otro estado”, afirma Christopher Henry, geólogo emérito de la Oficina de Minas y Geología de Nevada (NBMG, por sus siglas en inglés).
“Esto es gracias a nuestro ambiente tectónico”, añadió James Faulds, geólogo de la NBMG.
Los yacimientos de litio del Estado son el resultado de una serendipia geológica casi inimaginable. Casi todo está relacionado con el estiramiento de la corteza: topografía escarpada, abundantes rocas volcánicas, un gran flujo de calor, clima árido y cuencas hidrológicamente cerradas, según un nuevo informe de NBMG.
Del agua surge el litio
La historia tectónica de la provincia de Cuencas y Sierras de Norteamérica, que comprende gran parte del oeste de Estados Unidos, incluido todo el estado de Nevada, es compleja. Hace unos 17 millones de años, la corteza previamente engrosada por antiguas colisiones tectónicas empezó a estirarse y adelgazarse, extendiéndose como montículos de Silly Putty, explicó Henry.
Los bloques de corteza se inclinaron como fichas de dominó, formando cuencas donde los sedimentos y el agua se acumularon en lagos poco profundos y embalses. El magma ascendió a través de la corteza adelgazada, arrojando rocas volcánicas a la superficie para entremezclarse con guijarros, arena y arcilla.
La mayor parte de las cuencas de Nevada ahora están secas, y sólo quedan grietas de lodo rizado y sales como vestigios de antiguos lagos. La extensión de la corteza continúa hoy en día y es clave para las vastas reservas de litio del estado.
“Nevada es el estado de más rápido crecimiento, tectónicamente hablando”.
“Nevada es el estado de más rápido crecimiento, tectónicamente hablando”, dijo Faulds.
La historia del litio comienza con las rocas ígneas, explica Simon Jowitt, geólogo económico de la Universidad de Nevada en Reno. La mayor parte del litio extraído en el mundo se extrae directamente de estas rocas duras, como en la mayor mina de litio del mundo, situada en la pegmatita australiana de Greenbushes.
Pero las rocas que originan el litio de Nevada, en concreto la riolita (la forma eruptiva del granito), sólo contienen trazas de litio, que no es suficiente para extraerlo directamente con un beneficio económico. Por ello, los geólogos se interesan por los “depósitos volcano-sedimentarios”, donde el metal altamente soluble, se concentra en las cuencas cercanas tras ser intemperizado y movilizado desde su roca madre.
Los arroyos suelen recoger la escorrentía y desembocar en el mar, pero el clima árido y la topografía de Nevada hacen que la mayoría de las cuencas sean hidrológicamente cerradas. En su lugar, los arroyos llevan el agua a cuencas con drenaje interno, donde se acumula.
La escorrentía lixivia el litio de las riolitas dondequiera que se encuentren, desde las profundidades del subsuelo hasta las laderas de las cordilleras escarpadas. La escorrentía enriquecida en litio se acumula en las cuencas y se concentra lentamente en salmueras.
“Tienes algo casi como una esponja”, explica Jowitt. “El agua llega, pero no hay escapatoria”.
En Clayton Valley, la salmuera rica en litio se bombea a la superficie para que se evapore o se procesa mediante técnicas de extracción directa de litio aún emergentes.
Potencial de la arcilla de litio
Más allá de la salmuera, lo que entusiasma a los geólogos es el potencial de la arcilla de litio de Nevada.
La caldera McDermitt, situada en la frontera entre Nevada y Oregón, es una de las primeras manifestaciones del punto caliente de Yellowstone, que acabó formando una cadena de volcanes a medida que la placa norteamericana se desplazaba sobre una fuente de calor estacionaria.
Cuando el McDermitt entró en erupción hace 16,3 millones de años, un lago dentro de la caldera se llenó de ceniza y arcilla esmectita. Al evaporarse el lago, los fluidos hidrotermales transformaron la esmectita rica en litio en una arcilla illita aún más rica en el elemento, especialmente en Thacker Pass, en el extremo sur de la caldera. En la actualidad, McDermitt es uno de los mayores yacimientos de litio conocidos del mundo.
Los buscadores de uranio tropezaron con McDermitt en la década de 1970. “El gigante de ahí es el litio”, afirmó Tom Benson, vulcanólogo de Lithium Argentina Corp. Sin embargo, como el litio no era económicamente atractivo ni fácil de extraer, nunca se inició la producción en el yacimiento.
“Estamos intentando averiguar qué ocurrió en McDermitt”.
Hoy, la filial escindida de la empresa, Lithium Americas Corp, estima que su proyecto Thacker Pass contiene 240 millones de toneladas (217.3 millones de toneladas métricas) del metal. La empresa prevé iniciar la producción en torno a 2028.
Las demás calderas de Nevada aún no han producido cantidades similares de litio, lo que deja perplejos a los geólogos. “Estamos intentando averiguar qué ocurrió en McDermitt”, dijo Faulds.
Benson cree que la clave está en las riolitas enriquecidas de McDermitt, formadas cuando el magma caliente y seco fundió rocas continentales ricas en litio. En cambio, las calderas más antiguas de Nevada se formaron en entornos más fríos, similares a la subducción, o fundieron corteza con menos litio. “El ambiente tectónico y el tipo de corteza son importantes”, afirma Benson.
A sólo 431 kilómetros (268 millas) al sur, los estratos inclinados de Rhyolite Ridge se elevan a lo largo de Silver Peak Range, la próxima frontera de arcilla de litio de Nevada. Faulds explicó que, aunque en un principio se creyó que se asentaba sobre una caldera enterrada del tipo McDermitt, Rhyolite Ridge se entiende mejor como un valle Clayton fallado y drenado.
Los geólogos creen que inicialmente los depósitos de toba riolítica rica en litio se acumularon en la cuenca tectónicamente activa de Rhyolite Ridge. Al desarrollarse la cuenca, se formó un lago que depositó sedimentos lacustres ricos en arcilla sobre las rocas volcánicas. Los fluidos hidrotermales se filtraron a través de fallas y fisuras, impregnando los sedimentos del lecho del lago con litio procedente de las riolitas que había debajo. Posteriormente, las fallas elevaron e inclinaron estos depósitos, dejando al descubierto las valiosas arcillas.
Para entender Rhyolite Ridge, “hay que tomar Clayton Valley, rebanarlo con fallas y elevar algunas partes para exponer arcillas enriquecidas con salmueras de litio”, dijo Faulds.
Ioneer USA Corporation está planeando una mina de litio-boro y una planta de procesamiento químico en Rhyolite Ridge, cuya producción está prevista para 2028.
Mientras tanto, en las colinas a las afueras de Reno, la Gigafábrica de Tesla ha producido suficientes celdas de batería de litio para alimentar 500,000 vehículos eléctricos anualmente desde 2017. Con la producción de McDermitt y Rhyolite Ridge a punto de comenzar en medio de las operaciones en curso de Clayton Valley, se espera que la producción de litio de Nevada aumente.
—Evan Howell, Escritor de ciencia
This translation by Saúl A. Villafañe-Barajas (@villafanne) was made possible by a partnership with Planeteando and Geolatinas. Esta traducción fue posible gracias a una asociación con Planeteando y Geolatinas.
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