Ciencias de la tierra, 8va. Edición - Edward J. Tarbuck-FREELIBROS

Estabilización de la costa 575

Acantilado litoral

Flecha

Flecha

Chimenea litoral

C.

Acantilado Flecha
litoral

Barra Corriente litoral Acantilado litoral
D. de bahía Depósitos
de playa
Plataforma
de abrasión Barra de bahía

576 C A P Í T U L O 2 0 Líneas de costa

▲ Figura 20.12 Se construyen malecones Los malecones interrumpen el movimiento Las corrientes privadas
en las entradas a los ríos y los puertos, y de arena causando sedimentación de arena producen erosión
están pensados para evitar la sedimentación en el margen corriente arriba corriente abajo de estas estructuras
en el cauce de navegación. Los malecones
interrumpen el movimiento de la arena
realizado por la deriva de la playa y las
corrientes litorales. Se produce erosión de la
playa corriente abajo del lugar donde se
encuentra la estructura.

Malecón Corriente litoral

retrocede. En Santa Mónica, California, donde la cons- das, pero normalmente concentran esa energía sobre
trucción de un rompeolas originó este problema, la ciu- las playas naturales adyacentes. Muchas interrumpen
dad tuvo que instalar una draga para eliminar la arena de el flujo natural de arena en las corrientes costeras, ro-
la zona de agua tranquila protegida y depositarla hacia de- bando a muchas playas la arena de sustitución que les
bajo de la playa, donde las corrientes litorales y la deriva es vital*.
de playa podrían volver a poner en circulación la arena.
Alternativas a la estabilización dura
Otro tipo de estabilización firme construida parale-
la a la línea de costa es un dique, que se diseña para aco- Blindar la costa con estabilización firme tiene varios in-
razar la costa y defender la propiedad de la fuerza de las convenientes posibles, como el coste de la estructura y la
olas rompientes. Las olas dispersan mucha de su energía pérdida de arena en la playa. Entre las alternativas a la es-
atravesando la playa abierta. Los diques acortan este pro- tabilización firme se cuentan la alimentación de playa y el
ceso reflejando la fuerza de las olas no gastadas en direc- traslado.
ción al mar. Como consecuencia, la playa del lado situa-
do en la dirección del mar del dique experimenta una Alimentación de playa La alimentación de playa re-
significativa erosión y puede, en algunos casos, ser elimi- presenta una aproximación para estabilizar las arenas de
nada del todo. Una vez reducida la anchura de la playa, el la línea de costa sin estabilización firme. Como indica la
dique es sometido a un bombardeo incluso mayor por propia expresión, esta práctica significa simplemente la
parte de las olas. Finalmente este bombardeo hará que se adición de grandes cantidades de arena al sistema de pla-
caiga el muro y deberá construirse uno más grande y caro yas (Figura 20.13). Al crear playas en dirección al mar, se
para reemplazarlo. mejoran a la vez la calidad de la playa y su protección
contra las tormentas. La alimentación de playa, sin em-
Se cuestiona cada vez más la cordura de construir es- bargo, no es una solución permanente al problema de la
tructuras protectoras transitorias a lo largo de las líneas de reducción de las playas. Los mismos procesos que elimi-
costa. Las opiniones de muchos científicos e ingenieros es- naron la arena la primera vez acabarán eliminando la are-
pecializados en este tema se expresan en el siguiente ex- na de sustitución también. Además, la alimentación de
tracto de un artículo que se presentó en una conferencia playa es muy cara porque deben transportarse enormes
sobre la erosión de la línea de costa estadounidense: volúmenes de arena a la playa desde las zonas litorales,
próximas a los ríos o de otras fuentes.
Resulta ahora evidente que la interrupción del retro-
ceso de la línea litoral con estructuras protectoras be- * «Strategy for Beach Preservation Proposed», Geotimes 30 (núm. 12, di-
neficia sólo un poco y degrada gravemente o destru- ciembre de 1985), 15.
ye la playa natural y el valor que tiene para la mayoría.
Las estructuras protectoras desvían de manera transi-
toria la energía del océano de las propiedades priva-

Estabilización de la costa 577

A. B.

▲ Figura 20.13 Miami Beach. A. Antes de la alimentación de playa y B. Después de la alimentación de playa. (Cortesía del Cuerpo de
Ingenieros del Ejército estadounidense, distrito de Vicksburg.)

En algunos casos, la alimentación de playa puede río Mississippi de 1993 en las cuales se abandonaron las es-
inducir efectos ambientales no deseados. Por ejemplo, tructuras vulnerables y se situaron en un terreno más alto
el volver a llenar la playa Waikiki, Hawai, precisó la y más seguro.
sustitución de arena calcárea gruesa por arena calcárea
más blanda y fangosa (lodosa). La destrucción de la are- Estas propuestas, por supuesto, son controvertidas.
na blanda por las olas rompientes aumentó la turbidez La gente con inversiones importantes cerca de la costa se
del agua y destruyó los arrecifes de coral situados a cor- estremece ante la idea de no volver a edificar y defender
ta distancia de la costa. En Miami Beach, el aumento de las estructuras costeras de la furia erosiva del mar. Otros,
la turbidez dañó también las comunidades coralinas lo- sin embargo, sostienen que, con la elevación del nivel del
cales. mar, el impacto de las tormentas costeras no hará más
que empeorar en las décadas venideras. Este grupo de-
La alimentación de playa parece ser una solución fiende el abandono y traslado de las estructuras dañadas a
viable desde el punto de vista económico a largo plazo menudo para mejorar la seguridad personal y reducir los
para el problema de conservación de la playa sólo en áre- costes. No cabe duda de que estas ideas concentrarán mu-
as donde exista un desarrollo denso, grandes suministros cho del estudio y los debates cuando los estados y las co-
de arena, energía de las olas relativamente baja y preocu- munidades evalúen y revisen las políticas de uso del te-
paciones ambientales reconciliables. Por desgracia, pocas rreno costero.
áreas poseen todos estos atributos.
Problemas de erosión a lo largo
Traslado En lugar de construir estructuras como espigo- de las costas estadounidenses
nes y diques para mantener la playa en su lugar, o añadir
arena para rellenar las playas erosionadas, existe otra op- La línea litoral a lo largo de la costa pacífica de Estados
ción. Muchos científicos y planificadores de la costa están Unidos es notablemente diferente de la que caracteriza las
reclamando una política que pase de proteger y recons- regiones costeras atlánticas y de la costa del Golfo. Algu-
truir las playas y las propiedades costeras en áreas de gran nas de las diferencias están relacionadas con la tectónica
riesgo a trasladar los edificios dañados por la tormenta en de placas. La costa occidental representa el borde guía de
esos lugares y dejar que la naturaleza recupere la playa la placa norteamericana y, debido a ello, experimenta le-
(véase Recuadro 20.2). Este enfoque es similar al adopta- vantamiento y deformación activa. Por el contrario, la
do por el gobierno federal para las llanuras de inundación costa este es una región tectónicamente tranquila que está
de los ríos después de las devastadoras inundaciones del

578 C A P Í T U L O 2 0 Líneas de costa

Recuadro 20.2 El hombre y el medio ambiente▲

La mudanza del siglo: la recolocación del faro del cabo Hatteras*

A pesar de los esfuerzos por proteger las amparada en el mar en su propia isla. En formar una pista a lo largo de la cual el
estructuras demasiado próximas a la cos- 1988 la Academia Nacional de Ciencias faro se desplazaba 1,5 metros cada vez;
ta, todavía pueden estar en peligro de ser determinó que la línea de costa que se se desmontaba la vía dejada atrás y se
destruidas por las líneas de costa en re- extiende delante del faro se retiraría has- montaba de nuevo delante de la torre a
troceso y el poder destructivo de las olas. ta destruir el faro y recomendó el trasla- medida que esta avanzaba. En menos
Éste fue el caso de uno de los puntos de do de la torre, de la misma manera que se de un mes, el faro fue trasladado con
referencia más prominentes de Estados había hecho con faros más pequeños. En cautela 884 metros desde su posición
Unidos: el faro rayado del cabo Hatteras, 1999, el Servicio del Parque Nacional, original, convirtiéndolo en una de las
en Carolina del Norte, que tiene 21 plan- que es propietario del faro, acabó autori- mayores estructuras trasladada satisfac-
tas de altura y es el faro más alto del país. zando el traslado de la estructura a un lu- toriamente.
gar más seguro.
El faro se construyó en 1870 en la isla Después de su traslado de 12 millones
barrera del cabo Hatteras a 457 metros de El traslado del faro, que pesa 4.395 de dólares, ahora el faro se encuentra en
la línea de costa para guiar a los marine- toneladas métricas, se llevó a cabo re- un bosque de robles y pinos (Figura 20.C).
ros a través de los peligrosos bajíos lito- cortándolo desde su base y depositándo- Aunque ahora se situa más tierra adentro,
rales conocidos como el «Cementerio del lo con cuidado en una plataforma de vi- la elevación ligeramente más alta de la luz
Atlántico». Conforme la isla barrera em- gas de acero colocadas en carretillas con lo hace visible desde el mar, donde conti-
pezó a migrar hacia el continente, su pla- ruedas. Una vez sobre la plataforma, fue núa advirtiendo a los marineros de los pe-
ya se redujo. Cuando las olas empezaron transportado a lo largo de una vía de ligrosos bajíos. A la velocidad actual de
a chocar a sólo 37 metros de su base de la- acero especialmente diseñada utilizando retroceso de la línea de costa, el faro de-
drillo y granito, preocupó el hecho de que una serie de martillos hidráulicos. Se bería estar a salvo de la amenaza de las
incluso un huracán de fuerza moderada desbrozó un pasillo de vegetación para olas durante al menos otro siglo.
podría provocar la suficiente erosión de la
playa como para derribar el faro. ▲ Figura 20.C Cuando el faro del cabo Hatteras de Carolina del Norte fue amenazado
por la erosión de la línea de costa en 1999, fue trasladado a 488 metros de la línea de
En 1970 la Marina estadounidense costa. (Foto de Drew Wilson © 1999, Virginian-Pilot.)
construyó tres espigones delante del faro
en un esfuerzo por proteger la playa de la
erosión ulterior. Al principio, los espigo-
nes ralentizaron la erosión, pero inte-
rrumpieron el flujo de arena en la zona de
rompiente, lo cual provocó el allana-
miento de las dunas próximas y la forma-
ción de una bahía al sur del faro. Los in-
tentos de aumentar la anchura de la playa
delante del faro fueron, entre otros, la
alimentación de playa y los lechos litora-
les artificiales de algas; ambos intentos
de ensanchar la playa de manera sustan-
cial fracasaron. En los años 80, el Cuer-
po de Ingenieros del Ejército propuso
construir un dique masivo de piedra al-
rededor del faro, pero decidió que la cos-
ta erosionada acabaría retirándose por
debajo de la estructura, dejándola des-

* El profesor Alan P. Trujillo, de Palomar College,
preparó este recuadro.

lejos de cualquier borde de placa activa. Debido a esta di- Costas atlántica y del Golfo Gran parte del desarrollo
ferencia geológica básica, la naturaleza de los problemas costero a lo largo de las costas atlántica y del Golfo se ha
de erosión a lo largo de la costa es diferente a los dos la- producido en islas barrera. Normalmente, las islas barre-
dos de Norteamérica. ra, también denominadas playas barrera o barreras costeras,

Clasificación de las costas 579

consisten en una playa amplia que está cubierta por dunas obstante, como los problemas de erosión de la línea lito-
y separada del continente por lagunas pantanosas. Las ral a los que se enfrentan las islas barrera del este, las di-
amplias extensiones de arena y la exposición al océano ficultades de la costa oeste también derivan en gran me-
han transformado las islas barrera en sitios extraordina- dida de la alteración de un sistema natural por el ser
riamente atractivos para el desarrollo. Por desgracia, el de- humano.
sarrollo ha tenido lugar más deprisa que nuestro conoci-
miento sobre la dinámica de las islas barrera. Un problema importante con el que se enfrenta la
costa del Pacífico, y especialmente porciones del sur de
Dado que las islas barrera miran al océano abierto, California, es un estrechamiento significativo de muchas
reciben toda la fuerza de las grandes tormentas que gol- playas. La mayor parte de la arena de muchas de esas pla-
pean la costa. Cuando se produce una tormenta, las ba- yas es suministrada por ríos que la transportan de las mon-
rreras absorben la energía de las olas fundamentalmente tañas a la costa. Con los años, este flujo natural de mate-
a través del movimiento de la arena. Este proceso y el di- rial hasta la costa ha sido interrumpido por las presas
lema que produce se han descrito como sigue: construidas para el regadío y control de las inundaciones.
Los embalses atrapan eficazmente la arena que, de lo con-
Las olas pueden mover la arena desde la playa a áre- trario, alimentaría el entorno de la playa. Cuando las pla-
as mar adentro o, por el contrario, a las dunas; pue- yas eran más anchas, servían para proteger los acantilados
den erosionar las dunas, depositando la arena en la de la fuerza de las olas de tormenta. Ahora, sin embargo,
playa o llevándola hacia el mar; o pueden transportar las olas atraviesan las reducidas playas sin perder mucho
la arena desde la playa y las dunas a las ciénagas de de- de su energía y producen una erosión más rápida en los
trás de la barrera, un proceso conocido como lavado acantilados marinos.
superficial. El factor común es el movimiento. Exac-
tamente igual a como una caña flexible puede sobre- Aunque el retroceso de los acantilados proporciona
vivir a un viento que destruye un roble, las barreras material para sustituir algo de la arena atrapada detrás de
sobreviven a huracanes no a través de una fuerza in- las presas, también pone en peligro las casas y las carrete-
conmensurable, sino adelantándose a la tormenta. ras construidas en los farallones. Además, la construcción
sobre los acantilados agrava el problema. La urbanización
Esta imagen cambia cuando se levanta una ba- aumenta la escorrentía que, si no se controla con cuida-
rrera para la construcción de hogares o a modo de re- do, puede provocar una grave erosión en los farallones. El
curso. Las olas de tormenta que previamente saltaban césped y los jardines de riego añaden cantidades signifi-
con furia y sin perjuicio a través de los huecos que cativas de agua a la pendiente. Esta agua percola hacia la
quedaban entre las dunas ahora encuentran edificios base del acantilado, donde puede surgir en pequeños re-
y carreteras. Además, dado que la naturaleza dinámi- zumaderos. Esta acción reduce la estabilidad de la pen-
ca de las barreras se percibe fácilmente sólo durante diente y facilita los procesos gravitacionales.
las tormentas, los propietarios de las casas tienden a
atribuir el daño a una tormenta concreta, más que a La erosión de la línea de costa a lo largo del Pacífi-
una movilidad básica de las barreras costeras. Al estar co varía considerablemente de un año para otro, en gran
en juego sus hogares o sus inversiones, es más proba- medida debido al desarrollo esporádico de tormentas. Por
ble que los residentes busquen mantener la arena en consiguiente, cuando se producen los episodios infre-
su lugar y las olas en la bahía que admitir que no fue cuentes, pero graves, de erosión, se atribuye el daño a las
adecuado iniciar el desarrollo urbanístico en ese lu- inusuales tormentas y no al desarrollo costero o a las si-
gar*. tuadas a grandes distancias. Si, como se predice, el nivel
del mar se eleva a un ritmo creciente en los años venide-
Costa del Pacífico Al contrario que las llanuras costeras ros, cabe esperar un aumento de la erosión de las líneas de
atlánticas y del Golfo, amplias y de suave pendiente, gran costa y de la retirada de los acantilados a lo largo de mu-
parte de la costa del Pacífico se caracteriza por playas re- chas partes de la costa del Pacífico (véase Recuadro 20.3).
lativamente estrechas que están cubiertas por acantilados
escarpados y cordilleras montañosas. Recordemos que el Clasificación de las costas
borde occidental norteamericano es una región más es-
carpada y tectónicamente activa que el borde oriental. La gran variedad de líneas de costa demuestra su com-
Debido al levantamiento continuo, un ascenso del nivel plejidad. De hecho, para entender cualquier área costera
del mar en el oeste no es tan fácilmente aparente. No concreta, deben considerarse muchos factores, entre ellos
los tipos de roca, el tamaño y la dirección de las olas, la
* Frank Lowenstein, «Beaches or bedrooms - The Choice as Sea Level frecuencia de las tormentas, las mareas y la topografía li-
Rises», Oceanus 28 (núm. 3, otoño 1985), 22. toral. Además, prácticamente todas las zonas costeras se

580 C A P Í T U L O 2 0 Líneas de costa

Recuadro 20.3 El hombre y el medio ambiente▲

La vulnerabilidad de la costa a la elevación del nivel del mar

La actividad humana, en especial la com- como las costas atlántica y del Golfo de mente pequeña del nivel del mar que per-
bustión de los combustibles fósiles, ha ido Estados Unidos, llevará a una erosión mitió que la potencia de la tormenta atra-
añadiendo grandes cantidades de dióxido significativa y a la inundación tierra aden- vesara una zona de tierra mucho mayor.
de carbono y otros gases a la atmósfera tro permanente y grave (Figura 20.D). Si
durante 200 años o más. La perspectiva es eso sucede, muchas playas y tierras hú- Uno de los problemas actuales más
que las emisiones de estos gases conti- medas desaparecerán, y la civilización li- desafiantes para los especialistas en costas
nuarán aumentando durante el siglo XXI. toral quedará gravemente afectada. es determinar la respuesta física de la lí-
Una consecuencia de este cambio en la nea de costa a la elevación del nivel del
composición de la atmósfera es un incre- Dado que la elevación del nivel del mar. La predicción del retroceso de la lí-
mento del efecto invernadero de la Tie- mar es un fenómeno gradual, puede pasar nea de costa y las velocidades de pérdida
rra, con el consiguiente aumento de las desapercibido a los habitantes de la costa de tierra es esencial para formular estra-
temperaturas mundiales. Durante el siglo como un factor importante que contri- tegias de tratamiento del litoral. Hasta
XXI, las temperaturas mundiales medias buye a los problemas de erosión de la lí- hoy, la planificación a largo plazo para las
aumentaron alrededor de 0,6 °C. Duran- nea litoral. Antes bien, se culpará a otras líneas de costa estadounidenses ha sido
te el siglo XXI, se prevé que el aumento fuerzas, en especial a la actividad de los poco sistemática, si es que lo ha sido. Por
será considerablemente mayor*. temporales. Aunque una tormenta deter- consiguiente, el desarrollo continúa sin
minada puede ser la causa inmediata, la una consideración adecuada de los posi-
Un probable impacto del calenta- magnitud de su destrucción puede ser bles costes de la erosión, la inundación y
miento global inducido por el ser huma- consecuencia de la elevación relativa- los daños causados por los temporales.
no es una elevación del nivel del mar.
¿Qué relación tiene la atmósfera más ca- Desplazamiento de la línea litoral Línea
liente con una elevación mundial del ni- litoral
vel del mar? La conexión más evidente original
(la fusión de los glaciares) es importante
pero no el factor más significativo. Es más Elevación
significativo el hecho de que una atmós- del nivel
fera más caliente provoca un aumento del del mar
volumen del océano debido a la expansión
térmica. Las temperaturas del aire más Dedspelalazalímneieanto Línea
elevadas calientan las capas superiores ad- litoral litoral
yacentes del océano, lo que a su vez hace original
que el agua se expanda y el nivel del mar
se eleve. Elevación
del nivel
La investigación indica que el nivel del del mar
mar se ha elevado de 10 a 25 centímetros
durante el siglo pasado y que la tendencia ▲ Figura 20.D La inclinación de una línea de costa es esencial para determinar el grado
continuará a un ritmo acelerado. En al- en el que los cambios del nivel del mar la afectarán. A. Cuando la inclinación es ligera, los
gunos modelos se indica que el aumento pequeños cambios del nivel del mar provocan un desplazamiento sustancial. B. La misma
puede aproximarse o incluso superar los elevación del nivel del mar a lo largo de un litoral empinado provoca sólo un pequeño
50 centímetros en 2100. Un cambio de desplazamiento de la línea de costa.
este tipo puede parecer modesto, pero los
científicos se dan cuenta de que cualquier
elevación del nivel del mar a lo largo de
una línea de costa ligeramente inclinada,

* En la sección «El dióxido de carbono y el calenta-
miento global» del Capítulo 21 se amplía este tema.

vieron afectadas por la elevación del nivel del mar en que elevan o hacen descender el terreno o cambian el vo-
todo el mundo que acompañó la fusión de la Edad de lumen de las cuencas oceánicas. El gran número de fac-
Hielo que se produjo al final del Pleistoceno. Por último, tores que influyen en las zonas costeras dificultan la cla-
deben tenerse en cuenta los acontecimientos tectónicos sificación de las líneas de costa.

Clasificación de las costas 581

Muchos geólogos clasifican las costas en función de Pensilvania Nueva JerseyBahía Delaware
los cambios que se han producido con respecto al nivel del Maryland Delaware
mar. Esta clasificación, normalmente utilizada, divide las
costas en dos categorías muy generales: de emersión y de Virginia Bahía Chesapeake
inmersión. Las costas de emersión se desarrollan o bien
porque un área experimenta levantamiento, o bien como Océano Atlántico
consecuencia de un descenso del nivel del mar. A la in-
versa, las costas de inmersión se crean cuando el nivel Carolina
del mar se eleva o cuando la tierra adyacente al mar se del Norte
hunde.
▲ Figura 20.14 Grandes estuarios a lo largo de la costa este de
Costas de emersión Estados Unidos. Las porciones inferiores de muchos valles fluviales
se sumergieron como consecuencia de la elevación del nivel del
En algunas áreas, la costa es claramente de emersión por- mar que siguió al final del período glacial cuaternario, creando
que la tierra que se eleva o el nivel del agua que descien- grandes estuarios como la bahía Chesapeake y la bahía Delaware.
de dejan expuestos los acantilados litorales y las plata-
formas de abrasión por encima del nivel del mar. Son resca costa de Maine, particularmente en las cercanías del
ejemplos excelentes de ello porciones de la costa de Ca- Parque Nacional Acadia, es otro excelente ejemplo de un
lifornia donde se ha producido levantamiento en el pasa- área que fue inundada por el levantamiento posglaciar del
do geológico reciente. Las plataformas de abrasión ele- nivel del mar y transformada en una línea de costa muy
vada también ilustran esta situación. En el caso de Palos irregular.
Verdes Hills, al sur de Los Ángeles, existen siete niveles
diferentes de rasa, lo que indica siete episodios de levan- Téngase en cuenta que la mayoría de las costas tie-
tamiento. El siempre persistente mar está cortando aho- ne historias geológicas complicadas. Con respecto al ni-
ra una nueva plataforma de abrasión en la base del acan- vel del mar, muchas han emergido y luego se han hundido
tilado. Si continúa el levantamiento, también se convertirá
en una rasa elevada.

Otros ejemplos de costas de emersión son las regio-
nes que estuvieron una vez enterradas debajo de los gran-
des glaciares de casquete. Cuando los glaciares estaban
presentes, su peso deprimía la corteza; cuando el hielo se
derritió, la corteza empezó gradualmente a levantarse.
Por consiguiente, ahora pueden encontrarse rasgos de lí-
neas de costa prehistóricos por encima del nivel del mar.
La región de la bahía Hudson de Canadá es un área de este
tipo, porciones de la cual siguen elevándose a un ritmo de
más de un centímetro al año.

Costas de inmersión

En contraste con los ejemplos previos, otras áreas coste-
ras muestran signos definitivos de inmersión. La línea de
una costa que ha estado sumergida en el pasado relativa-
mente reciente suele ser muy irregular porque el mar
inunda normalmente los tramos inferiores de los valles
fluviales, fluyendo en el océano. Sin embargo, las lomas
que separan los valles permanecen por encima del nivel del
mar y se proyectan en el mar como frentes de tierra. Es-
tas desembocaduras fluviales inundadas, que de denomi-
nan estuarios (aestus ϭ marea), caracterizan muchas cos-
tas actuales. A lo largo de la línea de costa atlántica, las
bahías Chesapeake y Delaware son ejemplos de grandes
estuarios creados por inmersión (Figura 20.14). La pinto-

582 C A P Í T U L O 2 0 Líneas de costa

varias veces. Cada vez pueden conservar algo de las ca- ?A VECES LOS ALUMNOS
racterísticas creadas durante la situación previa. P R E G U N TA N

Mareas ¿Dónde se producen las mareas más grandes

Las mareas son los cambios diarios de elevación de la su- del mundo?
perficie del océano. Su elevación y rítmica caída a lo lar-
go de las líneas de costa se conoce desde la antigüedad. El mayor intervalo mareal del mundo (la diferencia entre
Además de las olas, son los movimientos oceánicos más fá- mareas altas y bajas sucesivas) se encuentra en la bahía de
ciles de observar (Figura 20.15). Fundy de 258 kilómetros de longitud en el límite septen-
trional de Nova Scotia. Durante las condiciones máximas
Aunque conocidas durante siglos, las mareas no fue- de marea viva, el intervalo mareal en la desembocadura de
ron explicadas de manera satisfactoria hasta que Isaac la bahía (donde se abre al océano) es de sólo 2 metros, apro-
Newton les aplicó la ley de la gravitación. Newton de- ximadamente. Sin embargo, el intervalo mareal aumenta
mostró que hay una fuerza de atracción mutua entre dos de manera progresiva desde la desembocadura de la bahía
cuerpos, y que, dado que los océanos son libres para mo- hacia el norte, ya que la geometría natural de la bahía con-
verse, son deformados por esta fuerza. Por consiguiente, centra la energía mareal. En el límite septentrional de la
las mareas oceánicas resultan de la atracción gravitacional cuenca Minas, el intervalo máximo de mareas vivas es de
ejercida sobre la Tierra por la Luna y, en menor propor- unos 17 metros. Este intervalo mareal extremo deja a los
ción, por el Sol. barcos elevados y secos durante la marea baja (véase Figura
20.15).

Cuenca Minas

QUEBEC NEW
BRUNSWICK

MAINE Fundy SCOTIA

VT de NO VA
NH
Bahía

MA Boston OCÉANO ATLÁNTICO
CT RI

▲ Figura 20.15 Marea alta y marea baja en la cuenca Minas de Nova Scotia en la bahía de Fundy. Las zonas expuestas durante la marea
baja e inundadas durante la marea alta se denominan llanuras mareales. Las llanuras mareales son extensas. (Cortesía del Departamento de
Turismo y Cultura de Nova Scotia.)

Mareas 583

Causas de las mareas ternativas de agua más profunda y más somera. A medida
que le transporta a cada pandeo mareal, la marea se eleva,
Es fácil ver cómo la fuerza gravitacional de la Luna pue- y a medida que le transporta al valle mareal, la marea baja.
de hacer que el agua se abombe en el lado de la Tierra más Por consiguiente, la mayor parte de lugares de la Tierra
próximo a la Luna. Además se produce también un pan- experimenta dos mareas altas y dos mareas bajas cada día.
deo mareal de igual magnitud en el lado de la Tierra di-
rectamente opuesto a la Luna (Figura 20.16). Además, los pandeos mareales migran conforme la
Luna gira alrededor de la Tierra, aproximadamente cada
Las dos protuberancias mareales están causadas, 29 días. Como consecuencia, las mareas, como la hora de
como descubrió Newton, por el empuje de la gravedad. La salida de la Luna, ocurren aproximadamente 50 minutos
gravedad es inversamente proporcional al cuadrado de la más tarde cada día. Después de 29 días, el ciclo se ha com-
distancia entre dos objetos, lo que significa simplemente pletado y empieza uno nuevo.
que se debilita rápidamente con la distancia. En este caso,
los dos objetos son la Luna y la Tierra. Dado que la fuer- Puede haber una desigualdad entre las mareas altas
za de la gravedad disminuye con la distancia, el empuje en un día determinado. Dependiendo de la posición de la
gravitacional de la Luna sobre la Tierra es ligeramente Luna, los pandeos mareales pueden inclinarse hacia el
mayor en el lado próximo de la Tierra que en el lado dis- Ecuador, como en la Figura 20.16. Esta figura ilustra que
tante. El resultado de este empuje diferencial es el estira- la primera marea alta experimentada por un observador en
miento (alargamiento) muy ligero de la Tierra «sólida». el hemisferio septentrional es considerablemente más alta
Por el contrario, el océano global, que es móvil, se defor- que la marea alta medio día después. Por otro lado, un ob-
ma de manera muy notable por este efecto y produce los servador del hemisferio meridional experimentaría el efec-
dos pandeos mareales opuestos. to contrario.

Debido a que la posición de la Luna cambia sólo mo- Ciclo mensual de las mareas
deradamente en un día, las protuberancias mareales se
mantienen en posición mientras la Tierra gira «a través» El principal cuerpo que influye en las mareas es la Luna,
de ellas. Por esta razón, si alguien permanece en la costa que da una vuelta completa alrededor de la Tierra cada 29
durante 24 horas, la Tierra le hará girar a través de áreas al- días y medio. No obstante, el Sol también influye en las
mareas. Es mucho mayor que la Luna, pero, debido a que
Pleamar N Pleamar más baja está mucho más alejado, su efecto es considerablemente
más alta menor. De hecho, el potencial generador de mareas del Sol
es aproximadamente sólo el 46 por ciento del de la Luna.
A la luna
Cuando se acercan las Lunas nueva y llena, el Sol y
S la Luna están alineados y sus fuerzas se suman (Figura
20.17A). Por consiguiente, la gravedad combinada de esos
▲ Figura 20.16 Pandeos mareales idealizados en la Tierra dos cuerpos productores de mareas produce pandeos ma-
provocados por la Luna. Si la Tierra estuviera cubierta a una reales más altos (mareas altas) y valles mareales más bajos
profundidad uniforme por agua, habría dos pandeos mareales: uno (mareas bajas), lo que produce un gran intervalo mareal. A
en el lado de la Tierra orientado a la Luna (derecha) y otro en el lado éstas se las denomina mareas vivas, que tienen lugar dos
opuesto de la Tierra (izquierda). Dependiendo de la posición de la veces al mes, cuando el sistema Tierra-Luna-Sol está ali-
Luna, los pandeos mareales pueden inclinarse hacia el ecuador de la neado. A la inversa, aproximadamente cuando la Luna está
Tierra. En esta situación, la rotación de la Tierra hace que un en cuarto creciente y cuarto menguante, las fuerzas gravi-
observador experimente dos mareas altas desiguales durante un día. tacionales de la Luna y el Sol actúan sobre la Tierra según
ángulos rectos, y cada una compensa parcialmente la in-
fluencia de la otra (Figura 20.17B). Como consecuencia, el
espectro mareal diario es menor. Se denominan mareas
muertas y también se producen dos veces al mes. Así, cada
mes hay dos mareas vivas y dos mareas muertas, cada una
con una separación aproximada de una semana.

Modelos mareales

Hasta aquí, hemos explicado las causas y los modelos bá-
sicos de las mareas. Sin embargo, debe tenerse en cuen-
ta que estas consideraciones teóricas no pueden utilizarse

584 C A P Í T U L O 2 0 Líneas de costa

Luna llena Marea solar ducen a lo largo de la orilla septentrional del golfo de Mé-
A. Marea viva Marea lunar xico, entre otros lugares. Un modelo mareal semidiurno
Al Sol (semi ϭ dos; diurno ϭ al día) exhibe dos mareas altas y dos
mareas bajas cada día mareal, teniendo las dos mareas altas
Luna nueva la misma altura aproximada y las dos mareas bajas la misma
altura aproximada (Figura 20.18). Este tipo de modelo ma-
Cuarto creciente real es común a lo largo de la costa atlántica de Estados
Marea solar Unidos. Un modelo mareal mixto es similar al modelo se-
Al Sol midiurno, pero se caracteriza por una gran desigualdad en
las alturas de las mareas altas, las de las mareas bajas, o am-
Marea lunar bas (Figura 20.18). En este caso, suele haber dos mareas
altas y dos mareas bajas cada día, teniendo las dos mareas al-
Cuarto menguante tas diferentes alturas y las dos mareas bajas diferentes altu-
ras. Estas mareas predominan a lo largo de la costa pacífi-
B. Marea muerta ca de Estados Unidos y en muchas otras partes del mundo.

▲ Figura 20.17 Las posiciones de la Tierra, la Luna y el Sol y las Corrientes mareales
mareas. A. Cuando la Luna está llena o nueva, los pandeos
mareales creados por el Sol y la Luna están alineados, hay un gran La expresión corriente mareal se utiliza para describir el
intervalo mareal en la Tierra y se producen mareas vivas. B. flujo horizontal del agua que acompaña la elevación y el
Cuando la Luna está en cuarto creciente o menguante, los descenso de la marea. Estos movimientos de agua induci-
pandeos mareales producidos por la Luna se sitúan en ángulo dos por las fuerzas mareales pueden ser importantes en al-
recto en relación con los pandeos creados por el Sol. Los intervalos gunas áreas costeras. Las corrientes mareales fluyen en
mareales son menores y se producen mareas muertas. una dirección durante una parte del ciclo mareal e invier-
ten su flujo durante la otra parte. Las corrientes mareales
para predecir ni la altura ni el momento de las mareas re- que avanzan hacia la zona costera cuando la marea sube se
ales en un lugar concreto. Eso se debe a que muchos fac- denominan flujo mareal. A medida que la marea baja, el
tores, como la forma de las líneas costeras, la configura- movimiento mar adentro del agua genera reflujo de la
ción de las cuencas oceánicas y la profundidad del agua, marea. Los períodos de poca o ninguna corriente, deno-
influyen mucho en las mareas. Por consiguiente, en lo- minados agua muerta, separan el flujo y el reflujo de la ma-
calizaciones diversas, las mareas responden de diferente rea. Las áreas afectadas por estas corrientes mareales al-
manera a las fuerzas que las producen. Al ser esto así, la ternas se denominan llanuras mareales (véase Figura
naturaleza de la marea en cualquier lugar puede deter- 20.15). Dependiendo de la naturaleza de la zona costera,
minarse con más precisión mediante observación real. las llanuras mareales varían, en dirección al mar, desde es-
Las predicciones de las tablas mareales y los datos mare- trechas franjas de la playa hasta zonas extensas que pue-
ales en las cartas náuticas se basan en esas observaciones. den prolongarse durante varios kilómetros.

En el mundo existen tres modelos mareales princi- Aunque las corrientes mareales no son importantes
pales. Un modelo mareal diurno (diurno ϭ al día) se ca- en mar abierto, pueden ser rápidas en las bahías, los es-
racteriza por una sola marea alta y una sola marea baja cada tuarios fluviales, los istmos y otros lugares estrechos. En
día mareal (Figura 20.18). Las mareas de este tipo se pro- la costa de la Bretaña francesa, por ejemplo, las corrien-
tes mareales que acompañan a la marea alta de 12 metros
pueden alcanzar una velocidad de 20 kilómetros por hora.
Si bien las corrientes mareales no son por lo general agen-
tes de erosión ni de transporte de sedimentos importan-
tes, se producen notables excepciones cuando las mareas
se mueven a través de estrechas ensenadas. Aquí, remue-
ven constantemente las pequeñas entradas a muchos bue-
nos puertos que, de lo contrario, se bloquearían.

A veces, las corrientes mareales crean depósitos de-
nominados deltas mareales (Figura 20.19). Pueden desa-
rrollarse bien como deltas de inundación tierra adentro de
una ensenada o como deltas de reflujo en el lado de una en-
senada que se dirige al mar. Dado que la actividad de las

Mareas 585

2,0 1,0 Altura (m)
5,5 0,5
0
1,5 NORTEAMÉRICA 15,0 Bahía –0,5
–1,0
1,0 2,5 de Fundy 0 12 24 12 24
0,5 2,0 Horas
Altura (m) 7,0 0,7 0,7
0 1,5 MODELO MAREAL SEMIDIURNO
–0,5
–1,0 2,8 0,7 Golfo de 2,0 OCÉANO 1,0
México ATLÁNTICO 0,5
0 12 24 12 24 0
Horas 2,2 0,6 0,9 2,7 –0,5
Golfo de 0,5 –1,0
MODELO MAREAL MIXTO California 1,2 0 12 24 12 24
Horas
0,5 Altura (m)
3,7 MODELO MAREAL DIURNO

OCÉANO PACÍFICO 5,7 SURÁMERICA

Diurno Semidiurno
Mixto 2,7 Intervalo de marea viva (m)

▲ Figura 20.18 Modelos mareales y existencia a lo largo de partes de las líneas de costa del norte y el sur del continente americano. Un
modelo mareal diurno (abajo a la derecha) exhibe una marea alta y una baja cada día mareal. Un modelo semidiurno (arriba a la derecha)
exhibe dos mareas altas y dos mareas bajas de altura aproximadamente igual cada día mareal. Un modelo mareal mixto (izquierda) exhibe
dos mareas altas y dos mareas bajas de alturas diferentes durante cada día mareal.

olas y las corrientes litorales está reducida en el lado pro- Llanuras Deltas Isla
tegido, tierra adentro, los deltas de inundación son más mareales
comunes y más destacados (véase Figura 20.9). Se forman mareales barrera
después de que una corriente mareal se mueva rápida-
mente a través de una ensenada. A medida que la corriente Laguna
emerge del estrecho pasillo hacia aguas más abiertas, se ra-
lentiza y deposita su carga de sedimento. ▲ Figura 20.19 Debido a que este delta mareal se está
formando en las aguas relativamente tranquilas del lado tierra
Mareas y rotación de la Tierra adentro de una isla barrera, se denomina delta de inundación.
Cuando emerge una corriente mareal de movimiento rápido desde
Mediante fricción contra el suelo de las cuencas oceáni- la ensenada, disminuye su velocidad y deposita sedimentos. Las
cas, las mareas actúan como débiles frenos que ralentizan formas de los deltas mareales son variables.
firmemente la rotación de la Tierra. El ritmo de esta dis-
minución de la velocidad, sin embargo, no es grande. Los plares fósiles bien conservados, podemos determinar el
astrónomos, que han medido con precisión la longitud del número de días de un año. Estudios realizados utilizando
día durante los últimos 300 años, han descubierto que esta ingeniosa técnica indican que al principio del Cám-
está aumentando a razón de 0,002 segundos por siglo. brico, hace unos 540 millones de años, la longitud del día
Aunque esto pueda parecer insignificante, a lo largo de era sólo de 21 horas. Dado que la longitud del año, que vie-
millones de años este pequeño efecto será muy grande. ne determinada por el giro de la Tierra alrededor del Sol,
Por último, dentro de miles de millones de años, la rota- no cambia, el año Cámbrico contenía 424 días de 21 horas.
ción cesará y la Tierra ya no tendrá días y noches alternos. A finales del Devónico, hace unos 365 millones de años, un
año constaba de unos 410 días, y cuando empezaba el Pér-
Si la rotación de la Tierra está disminuyendo de ve- mico, hace unos 290 millones de años, había 390 días al año.
locidad, la longitud de cada día debe haber sido más corta
y el número de días por año debe haber sido mayor en el pa-
sado geológico. Un método utilizado para investigar este
fenómeno es el del examen microscópico de los caparazo-
nes de ciertos invertebrados. Las almejas y los corales, así
como otros organismos, desarrollan una delgada capa mi-
croscópica de nuevo material de caparazón cada día. Estu-
diando los anillos de crecimiento diario de algunos ejem-

586 C A P Í T U L O 2 0 Líneas de costa

Resumen

• El litoral es la zona que se extiende entre el nivel de do a la acción cortante del oleaje contra la base del te-
marea más bajo y la elevación más alta de la tierra rreno costero), las plataformas de abrasión (superficies
afectada por las olas de los temporales. La costa se ex- relativamente planas que quedan tras el retroceso de
tiende tierra adentro desde la costa hasta donde aún los acantilados), los arcos (formados cuando un cabo de
pueden encontrarse estructuras relacionadas con el tierra es erosionado y dos cuevas de los lados opues-
océano. El litoral se divide en playa baja y playa alta. En tos se unen) y las chimeneas (que se forman cuando se
dirección al mar desde la anteplaya se hallan la ribera hunde el techo de un arco).
cercana y la prerribera.
• Algunos de los rasgos deposicionales formados cuan-
• Una playa es una acumulación de sedimento situada a do el sedimento es movido por la deriva litoral y las
lo largo del borde continental del océano o de un lago. corrientes litorales son las flechas (crestas alargadas de
Entre sus partes, hay una o más bermas y el frente de arena que se proyectan desde la tierra en la desembo-
playa. Las playas están compuestas del material que cadura de una bahía adyacente), las barras de bahía (ba-
abunda en la zona y deben considerarse material en rras de arena que atraviesan por completo una bahía)
tránsito a lo largo de la costa. y los tómbolos (cúmulos de arena que conectan una isla
con el continente o con otra isla). A lo largo de las lla-
• Las olas son energía en movimiento y el viento inicia la ma- nuras de la costa atlántica y del Golfo, la zona litoral
yoría de olas oceánicas. Los tres factores que influyen en se caracteriza por islas barrera, crestas bajas de arena
la altura, la longitud y el período de una ola son: (1) la que discurren en paralelo a la costa a distancias com-
velocidad del viento, (2) el tiempo durante el cual ha sopla- prendidas entre los 3 y los 30 kilómetros.
do el viento y (3) el fetch, la distancia que el viento ha
recorrido a través de mar abierto. Una vez que las • Factores locales que influyen en la erosión de la línea
olas salen de la zona de tormenta, se denominan mar de costa son: (1) la proximidad de una costa a ríos car-
de fondo y constituyen olas simétricas con una mayor gados de sedimento; (2) el grado de actividad tectóni-
longitud de onda. ca; (3) la topografía y la composición del terreno; (4)
los vientos y las condiciones meteorológicas predo-
• A medida que las olas se desplazan, las partículas de minantes, y (5) la configuración de la línea de costa y
agua transmiten energía mediante el movimiento orbital de las zonas próximas al litoral.
circular, que se extiende a una profundidad igual a la
mitad de la longitud de onda. Cuando una ola se des- • La estabilización firme consiste en la construcción de
plaza hacia el agua somera, experimenta cambios físi- estructuras masivas y duras para intentar proteger una
cos que pueden hacer que la ola se desplome o rompa costa de la erosión o impedir el movimiento de arena
y forme arrastre. a lo largo de la playa. La estabilización firme incluye
los espigones (paredes bajas construidas en ángulo rec-
• La erosión de las olas es causada por la presión de impacto to a la costa para retener la arena en movimiento), los
de la ola y la abrasión (la acción de sierra y molienda del rompeolas (estructuras paralelas a la costa para prote-
agua armada con fragmentos de roca). La flexura de las gerla de la fuerza de las grandes olas rompientes) y los
olas se denomina refracción de la ola. Debido a la re- diques (que acorazan la costa para impedir que las olas
fracción, el impacto de la ola se concentra contra los la- alcancen la zona situada detrás del muro). Entre las al-
terales y los extremos de los salientes de tierra. ternativas a la estabilización firme se cuentan la alimen-
tación de playa, que supone la adición de arena para re-
• La mayoría de las olas alcanza la costa en ángulo. La llenar las playas erosionadas, y el traslado de los
batida y retroceso del agua de cada ola rompiente edificios dañados o amenazados.
mueve el sedimento según un modelo en zigzag a lo
largo de la playa. Este movimiento, denominado de- • Debido a las diferencias geológicas básicas, la natu-
riva litoral o de playa, puede transportar la arena cen- raleza de los problemas de erosión de la costa a lo largo de
tenares o incluso miles de metros cada día. Las olas las costas atlántica y pacífica de Norteamérica es muy di-
oblicuas producen también corrientes litorales dentro de ferente. Gran parte del desarrollo ocurrido a lo largo
la zona de oleaje que fluye en paralelo a la costa. de las costas atlántica y del Golfo se ha producido en
islas barrera, que reciben toda la fuerza de las gran-
• Las formas producidas por la erosión de la línea de des tormentas. Gran parte de la costa del Pacífico se
costa son los acantilados litorales (que se originan debi-

Preguntas de repaso 587

caracteriza por estrechas playas respaldadas por es- se generan a medida que la Tierra rota a través de
carpados acantilados y cordilleras montañosas. Un ellos, lo cual resulta en mareas altas y bajas alternas.
importante problema al que se enfrenta la línea de Las mareas vivas tienen lugar cuando se aproximan
costa del Pacífico es un estrechamiento de las playas los períodos de luna llena y luna nueva, cuando el Sol
causado por la interrupción del flujo natural de los y la Luna están alineados y sus pandeos se suman y
materiales a la costa debido a la construcción de pre- producen mareas especialmente altas y bajas (un gran
sas para regadío y para el control de inundaciones. intervalo mareal diario). A la inversa, las mareas muer-
tas se producen alrededor de los períodos de cuarto
• Una clasificación habitualmente utilizada de las cos- creciente y cuarto menguante de la Luna, cuando los
tas se basa en los cambios que han ocurrido con res- pandeos de la Luna y el Sol se sitúan en ángulo recto,
pecto al nivel del mar. Las costas de emersión, a menu- lo cual produce un intervalo mareal diario menor.
do con acantilados litorales y plataformas de abrasión
por encima del nivel del mar, se desarrollan o bien • En el mundo existen tres modelos mareales principales. Un
porque un área experimenta levantamiento o bien modelo mareal diurno exhibe una marea alta y una baja
como consecuencia de un descenso del nivel del mar. cada día; un modelo mareal semidiurno exhibe dos ma-
A la inversa, las costas de inmersión, con sus desembo- reas altas y dos bajas aproximadamente de la misma al-
caduras fluviales inundadas, denominadas estuarios, se tura cada día; y un modelo mareal mixto suele tener dos
crean cuando el nivel del mar se eleva o la tierra ad- mareas altas y dos bajas de diferentes alturas cada día.
yacente al mar se hunde.
• Las corrientes mareales son movimientos horizontales
• Las mareas, el ascenso y descenso diarios en la eleva- del agua que acompañan a la subida y bajada de las ma-
ción de la superficie del océano en lugares determi- reas. Las llanuras mareales son las áreas que se ven
nados, están causadas por la atracción gravitacional de afectadas por el avance y retroceso de las corrientes
la Luna y, en una menor proporción, por el Sol. La mareales. Cuando las corrientes mareales disminuyen
Luna y el Sol producen un par de pandeos mareales en de velocidad después de emerger de ensenadas estre-
la Tierra cada uno. Estos pandeos mareales permane- chas, depositan el sedimento que finalmente crearán
cen en posiciones fijas en relación con los cuerpos que los deltas mareales.

Preguntas de repaso

1. Distinga entre costa, línea de costa, litoral y línea li- 8. ¿Por qué a menudo las playas se denominan «ríos de
toral. arena»?

2. ¿Qué es una playa? Distinga brevemente entre fon- 9. Describa la formación de las siguientes caracterís-
do de playa y berma. ¿De dónde proceden los sedi- ticas: acantilados litorales, plataformas de abrasión,
mentos de la playa? rasas, flechas, barras de bahía y tómbolos.

3. Enumere tres factores que determinen la altura, la 10. Enumere tres maneras mediante las cuales se origi-
longitud de onda y el período de una ola. nan las islas barrera.

4. Describa el movimiento de un objeto flotante cuan- 11. Los daños provocados por un huracán pueden divi-
do pasa una ola (véase Figura 20.4). dirse en tres grandes categorías. Enumérelas. ¿Qué
categoría es responsable del mayor número de
5. Describa los cambios físicos que se producen en la ve- muertes relacionadas con un huracán (véase Recua-
locidad, la longitud de onda y la altura de una ola a dro 20.1)?
medida que ésta avanza hacia el agua somera y rompe.
12. Enumere algunos ejemplos de estabilización fir-
6. Describa dos maneras mediante las cuales las olas me y describa para qué sirve cada uno. ¿Qué efec-
causan erosión. to tiene cada uno en la distribución de arena en la
playa?
7. ¿Qué es la refracción de las olas? ¿Cuál es el efecto
de este proceso a lo largo de las líneas de costa irre- 13. Enumere dos alternativas a la estabilización firme,
gulares? (véase Figura 20.7.) indicando los posibles problemas con cada una.

588 C A P Í T U L O 2 0 Líneas de costa

14. Relacione la formación de presas en los ríos con el 18. Comente el origen de las mareas oceánicas. Expli-
encogimiento de las playas en muchos lugares a lo que por qué la influencia del Sol en las mareas te-
largo de la costa oeste de Estados Unidos. ¿Por qué rrestres es sólo aproximadamente la mitad de la co-
las playas más estrechas inducen una retirada acele- rrespondiente a la Luna, aunque el Sol es mucho
rada de los acantilados marinos? mayor que la Luna.

15. ¿Cuál es la relación entre la atmósfera más caliente 19. Explique por qué un observador puede experimen-
y un aumento mundial del nivel del mar (véase Re- tar dos mareas altas distintas durante un mismo día
cuadro 20.3)? (véase Figura 20.16).

16. ¿Qué rasgos observables le inducirían a clasificar 20. ¿En qué se diferencian los modelos mareales diur-
un área costera como de emersión? no, semidiurno y mixto?

17. ¿Están los estuarios asociados con costas de inmer- 21. Distinga entre flujo y reflujo mareal.
sión o de emersión? Explíquelo.
22. ¿Cómo han afectado las mareas a la rotación de la
Tierra? ¿Cómo demuestran los geólogos esta idea?

Términos fundamentales

abrasión chimenea litoral línea litoral período de ola
acantilado litoral delta mareal litoral plataforma de abrasión
alimentación de playa deriva litoral o de playa longitud de onda playa
altura de ola dique llanura mareal playa alta
arco litoral espigón malecón playa baja
arrastre estabilización firme marea rasa
barra de bahía estuario marea muerta reflujo de la marea
berma fetch marea viva refracción de la ola
corriente litoral flecha modelo mareal diurno ribera cercana
corriente mareal flujo mareal modelo mareal mixto rompeolas
costa frente de playa modelo mareal tómbolo
costa de emersión isla barrera zona litoral
costa de inmersión línea de costa semidiurno

Recursos de la web

La página Web Earth utiliza los recursos • Cuestionarios de repaso en línea.
y la flexibilidad de Internet para ayudarle • Reflexión crítica y ejercicios escritos basados en la
en su estudio de los temas de este capítu-
lo. Escrito y desarrollado por profesores web.
de Geología, este sitio le ayudará a comprender mejor • Enlaces a recursos web específicos para el capítulo.
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CAPÍTULO 21

Energía y recursos
minerales

Recursos renovables y no renovables Energía hidroeléctrica
Energía geotérmica
Recursos energéticos Energía mareal

Carbón Recursos minerales

Petróleo y gas natural Recursos minerales y procesos
ígneos
Formación del petróleo
Trampas petrolíferas Segregación magmática
Diamantes
Algunos efectos ambientales Soluciones hidrotermales
de la combustión
de los combustibles fósiles Recursos minerales y procesos
metamórficos
Contaminación del aire urbano
El dióxido de carbono y el calentamiento Meteorización y yacimientos
de menas
global
Bauxita
Arenas asfálticas y lutitas bituminosas: Otros depósitos
¿petróleo para el futuro?
Depósitos de placeres
Arenas asfálticas
Lutitas bituminosas Recursos minerales no metálicos

Fuentes de energía alternativas Materiales de construcción
Minerales industriales
Energía nuclear
Energía solar
Energía eólica

589

590 C A P Í T U L O 2 1 Energía y recursos minerales

Los materiales que extraemos de la Tierra son la base ses, y así sucesivamente, que demanda la sociedad mo-
de la civilización moderna. Los recursos minerales y derna. Las cifras son comparables a las de otros países muy
energéticos de la corteza son la materia prima a par- industrializados, como Canadá, Australia y varias naciones
tir de la cual se fabrican los productos utilizados por la de la Europa occidental.
sociedad. Como la mayoría de las personas que vive en
naciones muy industrializadas, quizá se dé cuenta de la El número de recursos minerales diferentes que nece-
cantidad de recursos que son necesarios para mantener su sitan las industrias modernas es grande. Aunque algunos paí-
actual estilo de vida. En la Figura 21.1 se muestra el con- ses, entre ellos Estados Unidos, tienen depósitos sustanciales
sumo anual per capita de varios recursos minerales metáli- de muchos minerales importantes, ninguna nación es del
cos y no metálicos en Estados Unidos. Se trata de la por- todo autosuficiente. Esto refleja el hecho de que los yaci-
ción prorrateada para cada persona de los materiales que mientos importantes están limitados en número y sean de
la industria necesita para proporcionar el enorme conjun- aparición localizada. Todos los países deben depender del co-
to de casas, coches, electrodomésticos, cosméticos, enva- mercio internacional para satisfacer al menos alguna de sus
necesidades.

▲ Figura 21.1 El consumo anual per
capita de recursos minerales metálicos y
no metálicos para Estados Unidos es de Recursos no metálicos
casi 10.000 kilogramos (10 toneladas).
Alrededor del 94 por ciento de los
materiales utilizados son no metálicos.
(Tomado del U. S. Bureau of Mines.)

360 kg
Cemento

4100 kg 3860 kg
Piedra Arena y grava

220 kg 200 kg 140 kg 480 kg
Arcillas Sal Rocas fosfáticas Otros no metales

Recursos metálicos

550 kg 25 kg 10 kg
Hierro y acero Aluminio Cobre

6 kg 5 kg 6 kg 9 kg
Plomo Cinc Manganeso Otros metales

Recursos energéticos 591

Recursos renovables y no renovables 6.300 millones 8 Población mundial (miles de millones)
(2003) 7
Los recursos suelen dividirse en dos amplias categorías: 6
renovables y no renovables. Los recursos renovables 4.000 millones 5
pueden volver a recuperarse en tiempos relativamente (1975) 4
cortos, de meses, años o decenios. Ejemplos comunes son 3
las plantas y los animales que proporcionan alimento, las 2.000 millones 2
fibras naturales que sirven para la fabricación de ropas o (1930) 1
los árboles para madera y papel. La energía procedente de 0
las aguas de escorrentía, el viento y el sol se consideran 1.000 millones
también renovables. (a principios de 1800)

Por el contrario, los recursos no renovables si- 4000 2000 0 2000
guen formándose en la Tierra, pero los procesos que los A. C. D. C.
crean son tan lentos que se tarda millones de años en acu-
mular depósitos significativos. En lo que se refiere al ser Año
humano, la Tierra contiene cantidades fijas de esas sus-
tancias. Cuando se hayan extraído mediante bombeo o ex- ▲ Figura 21.2 Crecimiento de la población mundial. Hasta el
plotación minera los suministros actuales de la Tierra, no año 1800 no se alcanzó la cifra de 1.000 millones. En 2015, más
habrá más. Son ejemplos de estos últimos los combusti- de 7.000 millones de personas habitarán el planeta. La demanda
bles (carbón, petróleo, gas natural) y muchos metales im- de recursos básicos está creciendo más deprisa que la población.
portantes (hierro, cobre, uranio, oro). Algunos de estos re- (Datos del Population Reference Bureau.)
cursos no renovables, como el aluminio, pueden utilizarse
una y otra vez; otros, como el petróleo no pueden reci- ¿Por cuánto tiempo los recursos que nos quedan
clarse. nos permitirán mantener el nivel de vida cada vez mayor
que caracteriza a los países industrializados actuales y se-
A veces, algunos recursos pueden pertenecer a cual- guirá abasteciendo las crecientes necesidades de las re-
quiera de las dos categorías, según cómo se utilicen. El giones en vías de desarrollo? ¿Cuánto deterioro ambien-
agua subterránea es un ejemplo de ello. En los lugares tal estamos dispuestos a aceptar para conseguir recursos?
donde se bombee del suelo a una velocidad que permita ¿Pueden encontrarse alternativas? Si hemos de afrontar
su recuperación, el agua subterránea puede clasificarse una demanda per capita creciente y una población mundial
como recurso renovable. Sin embargo, en los lugares en en crecimiento, debemos comprender cuáles son nuestros
los que el agua subterránea se extrae más deprisa de lo que recursos y sus límites.
se recarga, el nivel freático desciende de manera unifor-
me. En este caso se está «explotando» el agua subterránea Recursos energéticos
exactamente igual que otros recursos no renovables*.
El carbón, el petróleo y el gas natural son los principales
En la Figura 21.2 se pone de manifiesto el rápido combustibles de nuestra moderna economía industrial
crecimiento de la población de nuestro planeta. Aunque (Figura 21.3). Aproximadamente el 86 por ciento de la
el número de habitantes no alcanzó 1.000 millones hasta energía consumida en Estados Unidos en la actualidad
el comienzo del siglo XIX, sólo 130 años después la po- procede de esos combustibles fósiles básicos. Aunque qui-
blación se duplicó hasta 2.000 millones. Entre 1930 y zá no haya gran escasez durante muchos años, las reser-
1975 la cifra se volvió a duplicar, a 4.000 millones, y en vas que conocemos están disminuyendo. Pese a las nuevas
2015 más de 7.000 millones de personas poblarán la Tie- exploraciones, incluso en regiones muy remotas y am-
rra. Evidentemente, a medida que la población crece, la bientes muy severos, las nuevas fuentes de petróleo no
demanda de recursos también se amplía. Sin embargo, la mantienen el ritmo del consumo.
velocidad de utilización de los recursos minerales y ener-
géticos ha crecido más deprisa que la población. Esto es
consecuencia de un nivel de vida cada vez mayor. En Es-
tados Unidos, que sólo representa el 6 por ciento de la po-
blación mundial, utiliza aproximadamente el 30 por cien-
to de la producción anual mundial de recursos minerales
y energéticos.

* El problema del descenso de los niveles freáticos se comenta en el Ca-
pítulo 11.

592 C A P Í T U L O 2 1 Energía y recursos minerales

Energía nuclear abastecido tradicionalmente nuestras necesidades ener-
8% géticas, así como las fuentes que proporcionarán una por-
ción creciente de nuestros requisitos futuros.
Carbón 23% Energía Solar
renovable 1% ?A VECES LOS ALUMNOS
Gas natural P R E G U N TA N
24% 6%
En la Figura 21.3 se muestra una biomasa como una
Petróleo forma de energía renovable. ¿Qué es exactamente la
39%
biomasa?
Biomasa Hidroeléctrica
50% 42% El término biomasa se refiere a la materia orgánica que pue-
de quemarse directamente como combustible o transfor-
Eólica Geotérmica marse para ser quemada. Biomasa es un término relativa-
1% 6% mente nuevo para los combustibles humanos más antiguos.
Son ejemplos la madera de combustión, el carbón vegetal, los
Total = 96,935 billones de btu Total = 5,668 billones de btu residuos de las cosechas y los restos de animales. La com-
bustión de la biomasa tiene una importancia especial en las
▲ Figura 21.3 Consumo de energía de Estados Unidos, 2001. El economías emergentes.
total se aproximaba a los 97 billones de btu. Por cierto, un billón es
1012, o un millón de millones. Un billón de btu es una unidad Carbón
adecuada para referirse al uso total de energía en Estados Unidos.
(Fuente: Departamento de Energía de Estados Unidos, Junto con el petróleo y el gas natural, al carbón se le sue-
Administración de Información sobre Energía.) le denominar combustible fósil. Dicha designación es
apropiada porque cada vez que quemamos carbón estamos
A menos que se descubran nuevas y grandes reser- utilizando la energía solar que fue almacenada por las
vas de petróleo (lo que es posible, pero no probable), una plantas hace muchos millones de años. De hecho, estamos
porción mayor de nuestras necesidades futuras habrá de quemando un «fósil».
proceder del carbón y de fuentes de energía alternativa,
como la energía nuclear, geotérmica, solar, eólica, mare-
al e hidroeléctrica (véase Recuadro 21.1). A veces se men-
cionan dos combustibles alternativos, las arenas asfálticas
y las lutitas bituminosas, como nuevas fuentes promete-
doras de combustibles líquidos. En las siguientes seccio-
nes, examinaremos brevemente los combustibles que han

Recuadro 21.1 Entender la Tierra▲

Hidratos de gas: un combustible procedente de los sedimentos
del fondo oceánico

Los hidratos de gas son estructuras químicas (donde las presiones son elevadas y las En algunos cálculos se indica que
inusualmente compactas compuestas de temperaturas, bajas) de modo que el gas hasta 20 billones de metros cúbicos de
agua y gas natural. El tipo más común de queda atrapado dentro de una jaula en metano están atrapados en sedimentos
gas natural es el metano, que produce hi- forma de reja de moléculas de agua. que contienen hidratos de gas, lo que
drato de metano. Los hidratos de gas natural equivale aproximadamente al doble del
aparecen debajo de zonas de permafrost en Los buques que han perforado los hi- carbono de las reservas combinadas de
los continentes y bajo el fondo oceánico a dratos de gas han extraído núcleos de ba- carbón, petróleo y gas convencional de
profundidades inferiores a 525 metros. rro mezclado con fragmentos y capas de la Tierra. Un gran inconveniente de la
hidratos de gas que se consumen y se eva- explotación de reservas de hidrato de
La mayoría de los hidratos de gas poran con rapidez cuando se exponen a las gas es que éstas se descomponen rápi-
oceánicos se crea cuando las bacterias condiciones relativamente cálidas y de damente a las temperaturas y las presio-
descomponen la materia orgánica atrapa- baja presión en la superficie oceánica. Los nes de la superficie. No obstante, en el
da en los sedimentos del fondo oceánico, hidratos de gas parecen fragmentos de futuro, estas enormes reservas de ener-
produciendo gas metano con pequeñas hielo, pero se prenden cuando los encien- gía del fondo oceánico pueden ayudar a
cantidades de etano y propano. Estos ga- de una llama, ya que el metano y otros ga- suministrar energía a la sociedad mo-
ses se combinan con el agua en los sedi- ses inflamables son liberados a medida que derna.
mentos de las profundidades oceánicas los hidratos de gas se evaporan.

Carbón 593

El carbón ha sido un combustible importante du- la tecnología necesaria para extraerlo de manera eficaz de
rante siglos. En el siglo XIX y principios del XX, el carbón, las minas. En Estados Unidos, los yacimientos de carbón
barato y abundante, impulsó la revolución industrial. En son abundantes y su suministro duraría centenares de años
1900, el carbón proporcionaba el 90 por ciento de la ener- (Figura 21.4).
gía utilizada en Estados Unidos. Aunque todavía impor-
tante, en la actualidad el carbón representa alrededor del Aunque el carbón es abundante, su recuperación y
20 por ciento de las necesidades energéticas de esta nación su uso representan una serie de problemas. La minería de
(Figura 21.3). superficie puede convertir el paisaje en un erial lleno de
cicatrices si no se lleva a cabo una recuperación cuidado-
Hasta la década de los años cincuenta, el carbón sa (y costosa) para restaurar el terreno. (En la actualidad,
constituyó un combustible importante para proporcio- todas las canteras de Estados Unidos deben restaurar el te-
nar calefacción doméstica, así como una fuente de ener- rreno.) Aunque las minas subterráneas no crean cicatrices
gía para la industria. Sin embargo, su uso directo en el ho- en el paisaje con la misma intensidad, han sido costosas en
gar ha sido en gran medida sustituido por el petróleo, el términos de salud y vidas humanas.
gas natural y la electricidad. Se prefieren estos combusti-
bles porque es más fácil disponer de ellos (se distribuyen Además, la minería subterránea dejó de ser hace
a través de tuberías, tanques o cables) y más limpios de tiempo una operación de pico y pala, y en la actualidad es
usar. un proceso muy mecanizado e informatizado. Las firmes
leyes federales de seguridad han hecho que la minería es-
No obstante, el carbón sigue siendo el principal tadounidense sea bastante segura. Sin embargo, siguen
combustible utilizado en las centrales de energía para existiendo los riesgos de hundimiento de los techos, y de
nuestros hogares. Más del 70 por ciento del carbón que se explosiones de gas, así como los derivados de trabajar con
consume en la actualidad se utiliza para la generación de equipo pesado.
electricidad. A medida que las reservas de petróleo vayan
disminuyendo en los años venideros, puede aumentar el La contaminación del aire es un problema impor-
uso del carbón. Es posible ampliar la producción de car- tante asociado con la combustión del carbón. Mucho car-
bón, porque el mundo tiene enormes reservas, así como bón contiene cantidades significativas de azufre. Pese a los
esfuerzos por eliminar el azufre antes de quemar el carbón,

Valor
calórico
medio

Antracita
12,700 Btu/lb

Carbón bituminoso
13,100 Btu/lb

0 500 0 500 Carbón subituminoso
Kilómetros Kilómetros 9500 Btu/lb

Lignito
6700 Btu/lb

▲ Figura 21.4 Yacimientos de carbón de Estados Unidos. (Datos del Bureau of Mines, Departamento de Interior de Estados Unidos.)

594 C A P Í T U L O 2 1 Energía y recursos minerales

siempre queda algo; cuando el carbón se quema, el azufre líquidos y gaseosos que denominamos petróleo y gas na-
se transforma en nocivos gases de óxido de azufre. A través tural.
de una serie de reacciones químicas complejas que ocurren
en la atmósfera, los óxidos de azufre se convierten en áci- A diferencia de la materia orgánica a partir de la
do sulfúrico, que luego cae a la superficie terrestre en for- cual se formaron, el petróleo y el gas natural recién crea-
ma de lluvia o de nieve. Esta lluvia o nevada ácida puede te- dos son móviles. Esos fluidos son gradualmente exprimi-
ner efectos ecológicos adversos sobre áreas extensas (véase dos de las capas compactadas, ricas en fango, donde se ori-
Recuadro 6.2). ginan, hacia lechos permeables adyacentes, como la
arenisca, donde los poros entre los granos de sedimento
Como probablemente ninguno de los problemas son mayores. Dado que esto ocurre bajo el agua, las capas
que se acaban de mencionar vaya a impedir una mayor de roca que contienen el petróleo y el gas se saturan de
utilización de este combustible, importante y abun- agua. Pero el petróleo y el gas son menos densos que el
dante, deben hacerse esfuerzos más intensos para co- agua, de manera que migran hacia arriba a través de los es-
rregir los problemas asociados con la minería y el uso pacios porosos llenos de agua de las rocas que los encie-
del carbón. rran. A menos que algo obstaculice esta migración ascen-
dente, los fluidos acabarán alcanzando la superficie,
Petróleo y gas natural momento en el cual los componentes volátiles se evapo-
rarán.
El petróleo y el gas natural se encuentran en entornos si-
milares y normalmente aparecen juntos. Los dos consis- Trampas petrolíferas
ten en diversos compuestos de hidrocarburos (compues-
tos que contienen hidrógeno y carbono) mezclados entre A veces la migración ascendente se ve interrumpida. Un
sí. También pueden contener pequeñas cantidades de ambiente geológico que permite la acumulación de can-
otros elementos, como azufre, nitrógeno y oxígeno. Como tidades económicamente significativas de petróleo y gas
el carbón, el petróleo y el gas natural son productos bio- bajo tierra se denomina trampa petrolífera. Diversas
lógicos derivados de los restos de organismos. Sin em- estructuras geológicas pueden actuar como trampas pe-
bargo, los ambientes en los que se formaron, así como los trolíferas, pero todas tienen en común dos condiciones
organismos de los que derivan, son muy diferentes. El básicas: una roca almacén, permeable y porosa, que su-
carbón se forma fundamentalmente a partir de materia ve- ministrará petróleo y gas natural en cantidades suficien-
getal que se acumuló en un entorno pantanoso por enci- tes para hacer rentable la perforación; y una roca de tapa
ma del nivel del mar. El petróleo y el gas proceden de los impermeable, como las lutitas, que son prácticamente
restos de plantas y animales de origen marino. impermeables al petróleo y al gas. La roca de tapa inte-
rrumpe el sentido ascendente del petróleo y el gas e im-
Formación del petróleo pide que escapen a la superficie.

La formación del petróleo es compleja y no totalmente En la Figura 21.5 se ilustran algunas trampas co-
comprendida. No obstante, sabemos que empieza con la munes de petróleo y gas natural. Una de las más sencillas
acumulación de sedimentos en áreas oceánicas ricas en es un anticlinal, una serie de estratos sedimentarios ar-
restos vegetales y animales. Estas acumulaciones deben queados hacia arriba (Figura 21.5A). A media que los es-
aparecer allí donde la actividad biológica es elevada, tratos se pliegan, el petróleo y el gas ascendentes se acu-
como en las áreas próximas a la costa. Sin embargo, la mulan en su charnela. Debido a su menor densidad, el gas
mayoría de los entornos marinos son ricos en oxígeno, natural se acumula por encima del petróleo. Los dos des-
lo que lleva a la descomposición de los restos orgánicos cansan sobre el agua, más densa, que satura la roca alma-
antes de que puedan ser enterrados por otros sedimen- cén. Uno de los mayores campos petrolíferos del mundo,
tos. Por consiguiente, las acumulaciones de petróleo y de El Nala, en Arabia Saudí, es consecuencia de una trampa
gas no están tan generalizadas como los entornos mari- anticlinal, al igual que el famoso Teapot Dome en Wyo-
nos que sustentan la abundante actividad biológica. A ming.
pesar de este factor limitante, grandes cantidades de ma-
teria orgánica se entierran y protegen de la oxidación en En los lugares donde los estratos se desplazan de tal
muchas cuencas sedimentarias cerca de la costa. Al au- manera que consiguen arrastrar una roca almacén buzan-
mentar el enterramiento a lo largo de millones de años, te hasta colocarla frente a una capa impermeable, como se
las reacciones químicas transforman gradualmente par- muestra en la Figura 21.5B, se forman trampas de falla. En
te de la materia orgánica original en los hidrocarburos este caso, la migración ascendente del petróleo y el gas se
interrumpirá allí donde se encuentra la falla.

En la región de la llanura costera del golfo de Esta-
dos Unidos, se producen acumulaciones importantes de

Petróleo y gas natural 595

Pozo Pozo

Gas Roca Roca de tapa
Petróleo almacén

Agua Gas Roca de tapa
Petróleo

Agua Roca
almacén

A. B.

Pozo Pozo
Petróleo
Pozo Agua Pozo

Petróleo Gas

Agua Roca de tapa Gas
Roca almacén Petróleo

Sal Agua

C. D.
▲ Figura 21.5 Trampas petrolíferas comunes. A. Anticlinal. B. Trampa de falla. C. Domo salino. D. Trampa estratigráfica.

petróleo en asociación con domos salinos. Esas áreas tienen raras, la presión del fluido es grande y puede obligar al pe-
potentes acumulaciones de estratos sedimentarios, entre tróleo a ascender por el orificio de perforación hasta la su-
ellos los de salgema. La sal que aparece a grandes pro- perficie creando un «pozo surgente», o fuente de petró-
fundidades se ha visto forzada a ascender en columnas leo en la superficie. Normalmente, sin embargo, se precisa
por la presión de los estratos situados por encima de ella. una bomba para sacar el petróleo.
Estas columnas ascendentes de sal deforman gradual-
mente los estratos que tienen por encima. Dado que el pe- La perforación no es la única manera mediante la
tróleo y el gas migran al nivel más elevado posible, se cual el petróleo y el gas pueden escapar de una trampa.
acumulan en los estratos levantados de arenisca, adyacen- Las trampas pueden romperse por las fuerzas naturales.
tes a la columna de sal (Figura 21.5C). Por ejemplo, los movimientos de la Tierra pueden crear
fracturas que permitan la salida de los fluidos con hidro-
Aún hay otra importante situación geológica que carburos. La erosión en la superficie puede abrir una bre-
puede inducir acumulaciones significativas de petróleo y cha en la trampa, con resultados similares. Cuanto más
gas, denominada trampa estratigráfica. Estas estructuras antiguos sean los estratos de roca, mayor será la proba-
que contienen petróleo se forman principalmente como bilidad de que una tapadera se vea afectada por la defor-
consecuencia del modelo original de sedimentación, más mación o la erosión. De hecho, no en todas las edades las
que como consecuencia de deformación estructural. La rocas proporcionan petróleo y gas en las mismas propor-
trampa estratigráfica ilustrada en la Figura 21.5D existe ciones. La mayor producción procede de las rocas más jó-
porque un estrato inclinado de arenisca se acuña lateral- venes, las del Cenozoico. Las rocas del Mesozoico, más
mente hasta desaparecer. antiguas, producen considerablemente menos, seguidas
de los estratos aún más antiguos del Paleozoico, que pro-
Cuando se perfora la cubierta creada por la roca de ducen cantidades aún menores. No se produce práctica-
tapa, el petróleo y el gas natural, que están bajo presión, mente petróleo en las rocas más antiguas, las del Pre-
migran desde los espacios porosos de la roca madre hasta cámbrico.
el orificio de perforación. En algunas ocasiones, aunque

596 C A P Í T U L O 2 1 Energía y recursos minerales

Algunos efectos ambientales Contaminantes primarios
de la combustión
de los combustibles fósiles Compuestos

La humanidad se enfrenta a una amplia diversidad de pro- orgánicos
blemas ambientales causados por ella misma. Entre los
más graves se cuentan los impactos sobre la atmósfera que volátiles Óxidos
son consecuencia de la combustión de los combustibles fó-
siles. La contaminación del aire urbano, la lluvia ácida y Óxidos de 13,6% de azufre Partículas
el calentamiento global (efecto invernadero) están estre- nitrógeno 16,4% 6,0%
chamente vinculados al uso de esos recursos energéticos
básicos. 14,8%

Contaminación del aire urbano Monóxido de carbono
49,1%
Los contaminantes del aire son partículas y gases transpor-
tados por el aire que aparecen en concentraciones que Los que son Almacenamiento
ponen en peligro la salud y el bienestar de los organismos de residuos sólidos
y alteran el funcionamiento ordenado del ambiente. Procesos
industriales 2,5%
Para las personas que viven en las ciudades, la con- Combustión 15,0%
taminación del aire es una cuestión grave. La ciudad se ha de combustibles Diversos
descrito, con toda precisión, como un reactor químico gi- de origen estacionario 9,0%
gante que puede producir una notable variedad de pro- 27,3%
ductos indeseables. En la Figura 21.6 se muestran los prin-
cipales contaminantes primarios y las fuentes que los Transporte
producen. Los contaminantes primarios son emitidos di- 46,2%
rectamente a partir de fuentes identificables. Contaminan
el aire inmediatamente después de ser emitidos. De dónde proceden

La importancia de la categoría de transporte es ob- ▲ Figura 21.6 Principales contaminantes primarios y sus fuentes.
via. El consumo de combustibles para transporte repre- Los porcentajes se calculan en función del peso. (Datos de la
senta casi la mitad de nuestra contaminación (en peso). Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos.)
Los centenares de millones de coches y camiones que cir-
culan por las carreteras son los principales contribuyen- está asociada con ninguno de los contaminantes primarios
tes en esta categoría. En la Figura 21.6 se muestra también de la Figura 21.6. Antes bien, la conexión entre el calen-
que la segunda gran fuente de contaminantes primarios es tamiento global y la quema de combustibles fósiles está re-
la combustión procedente de fuentes estacionarias, como lacionada con un producto básico de la combustión, el
las plantas generadoras de electricidad. dióxido de carbono.

Cuando se producen reacciones químicas entre los Efecto invernadero El dióxido de carbono (CO2) es un
contaminantes primarios, se forman los contaminantes se- gas que se encuentra de forma natural en la atmósfera y
cundarios. La nociva mezcla de gases y de partículas que que está aumentando como consecuencia de la quema de
constituyen el smog urbano es un ejemplo importante; el los combustibles. Aunque el CO2 representa sólo alrede-
smog se crea cuando los compuestos orgánicos volátiles y dor del 0,037 por ciento (370 partes por millón) del aire
los óxidos de nitrógeno procedentes de los tubos de esca- limpio y seco, desde el punto de vista meteorológico este
pe de los vehículos reaccionan en presencia de la luz del porcentaje es, sin embargo, significativo. La importancia
sol (véase Recuadro 21.2). del dióxido de carbono reside en el hecho de que es trans-
parente a la radiación solar entrante de longitud de onda
El dióxido de carbono y el calentamiento corta, pero no lo es a una parte de la radiación de longi-
global tud de onda más larga emitida por la Tierra (Figura 21.7).
Una porción de la energía que abandona el suelo es ab-
El calentamiento de las capas inferiores de la atmósfera es sorbida por el dióxido de carbono y posteriormente ree-
un problema a escala mundial. A diferencia de la lluvia áci- mitida en parte hacia la superficie, manteniendo con ello
da y de la contaminación del aire urbano, esta cuestión no

Algunos efectos ambientales de la combustión de los combustibles fósiles 597

▲
Figura 21.7 El calentamiento de la
1. Gran parte de la radiación solar entrante 3. Los gases que producen el efecto atmósfera. La mayor parte de la radiación
de longitud de onda corta atraviesa invernadero absorben la radiación de longitud de onda corta procedente del
la atmósfera y calienta la superficie de la Tierra de longitud de onda larga que sale Sol que no se refleja de vuelta al espacio
y vuelven a radiar algo de esa atraviesa la atmósfera y es absorbida por la
energía en dirección a la Tierra, superficie continental y oceánica de la
atrapando así el calor en las capas Tierra. Luego, esta energía se emite desde la
atmosféricas inferiores. superficie en forma de radiación de
longitud de onda más larga; gran parte de
esta radiación es absorbida por ciertos gases
de la atmósfera. Una parte de la energía
absorbida por la atmósfera se radiará en
dirección a la Tierra. Este efecto, llamado
efecto invernadero, es el responsable de
mantener la superficie terrestre mucho más
caliente de lo que estaría.

2. Los objetos de la superficie de la Tierra
emiten en dirección al cielo radiación
de longitud de onda larga.

más caliente el aire que está cerca del suelo de lo que es- • Durante el siglo XX, la temperatura superficial
taría sin dióxido de carbono. Por tanto, el dióxido de car- media del mundo aumentó alrededor de 0,6 °C.
bono es uno de los gases responsables del calentamiento
de las capas inferiores de la atmósfera. El proceso se de- • A escala mundial, es muy probable que los años
nomina efecto invernadero (Figura 21.7). Dado que el dió- noventa fueran la década más cálida y que 1998
xido de carbono es un absorbente calorífico importante, fuera el año más caluroso desde 1861 (Figura 21.9).
cualquier cambio en el contenido de dióxido de carbono
del aire podría alterar las temperaturas de las capas infe- • En los nuevos análisis de datos del hemisferio
riores de la atmósfera. norte se indica que es probable que el aumen-
to de la temperatura en el siglo XX haya sido el
Los niveles de CO2 están aumentando Aunque la pro- mayor de cualquier siglo durante los últimos
porción del dióxido de carbono del aire es relativamente 1.000 años.
uniforme en cualquier momento, su porcentaje ha ido au-
mentando de manera estable durante más de un siglo (Fi- ¿Estas tendencias térmicas son provocadas por la actividad
gura 21.8). Gran parte de este aumento es consecuencia humana o habrían sucedido de todos modos? Los cientí-
de la quema de cantidades crecientes de combustibles fó- ficos son cautelosos, pero parecen convencidos de que la
siles*. Desde la mitad del siglo XIX hasta 2003, ha habido actividad humana ha representado un papel importante.
un incremento de más del 25 por ciento del contenido de En un informe del IPCC de 1996 se afirmaba que «el ba-
dióxido de carbono en el aire. lance de las pruebas sugiere una influencia humana apre-
ciable en el clima mundial»*. Cinco años después, el IPCC
Respuesta de la atmósfera Dado el aumento del conteni- afirmó que «hay pruebas nuevas y más convincentes de
do de dióxido de carbono de la atmósfera, ¿han aumenta- que la mayor parte del calentamiento observado durante
do en realidad las temperaturas a escala mundial? La res- los últimos 50 años es atribuible a la actividad humana»**.
puesta es afirmativa. Un informe del Intergovernmental ¿Pero qué depara el futuro? En los modelos se proyectan
Panel on Climate Change (IPCC)** indica lo siguiente: unos niveles de CO2 atmosférico de 540 a 970 ppm para
el año 2100. Con un aumento de este tipo, ¿cómo cam-
* Aunque la utilización de los combustibles fósiles es el medio principal biarán las temperaturas mundiales? A continuación se ex-
por el que los seres humanos añaden CO2 a la atmósfera, el aclaramien- pone algo de lo que el informe de 2001 del IPCC tiene
to de los bosques, especialmente en los trópicos, contribuye también de que decir al respecto***:
manera sustancial. El dióxido de carbono se va liberando conforme la ve-
getación se quema o se descompone. * Intergovernmental Panel on Climate Change, Climate Change 1995:
** Intergovernmental Panel on Climate Change, Climate Change 2001: The Science of Climate Change. Nueva York: Cambridge University Press,
The Scientific Basis. Cambridge, Reino Unido: Cambridge University 1996.
Press, 2001, pág. 2. ** IPCC, Climate Change 2001: The Scientific Basis, pág. 10.
*** IPCC, Climate Change 2001: The Scientific Basis, pág. 13.

598 C A P Í T U L O 2 1 Energía y recursos minerales

Recuadro 21.2 El hombre y el medio ambiente▲

Aerosoles procedentes del «Volcán humano»

El aumento de los niveles de dióxido de ción para despejar los terrenos agrícolas. bre es un obstáculo importante en el
carbono y otros gases invernadero en la Las reacciones químicas de la atmósfe- avance de nuestro conocimiento de cómo
atmósfera es la influencia humana más di- ra transforman el dióxido de azufre en los seres humanos alteran el clima te-
recta en el clima mundial. Pero no es el aerosoles de azufre, el mismo material rrestre.
único impacto. Las actividades humanas que produce la lluvia ácida (véase Recua-
que contribuyen al contenido de aeroso- dro 6.2). Es importante señalar algunas dife-
les en la atmósfera también afectan al cli- rencias significativas entre el calenta-
ma mundial. Los aerosoles son partículas Los aerosoles producidos por la acti- miento global por gases invernadero y
pequeñas, a menudo microscópicas, lí- vidad humana actúan directamente refle- el enfriamiento por aerosoles. Tras su
quidas y sólidas, que están suspendidas en jando la luz solar hacia el espacio e indi- emisión, los gases invernadero como el
el aire. Los aerosoles atmosféricos están rectamente formando nubes, reflectores dióxido de carbono permanecen en la
compuestos por muchos materiales dis- «más brillantes». El segundo efecto está atmósfera durante muchas décadas. Por
tintos, entre ellos el suelo, el humo, la sal relacionado con el hecho de que los ae- el contrario, los aerosoles liberados en
marina y el ácido sulfúrico. Las fuentes rosoles de ácido sulfúrico atraen agua y, la zona inferior de la atmósfera perma-
naturales son numerosas e incluyen fenó- por tanto, son especialmente eficaces necen allí durante sólo unos pocos días
menos como las tormentas de polvo y los como núcleos de condensación de nubes o, como máximo, unas pocas semanas
volcanes. En el Capítulo 5 hemos apren- (pequeñas partículas sobre las que el va- antes de que la precipitación los «lim-
dido que algunos volcanes explosivos por de agua se condensa). La gran canti- pie». A causa de su corta supervivencia
(como el monte Pinatubo) emiten gran- dad de aerosoles producida por las activi- en la atmósfera, los aerosoles generados
des cantidades de dióxido de azufre hacia dades humanas (en especial las emisiones por el ser humano se distribuyen de
la atmósfera. Este gas se combina con el industriales) provocan un aumento de la manera irregular por el mundo. Como
vapor de agua y produce nubes de peque- cantidad de gotas que se forman en el in- cabía esperar, se concentran cerca de las
ños aerosoles de ácido sulfúrico que pue- terior de una nube. Un número mayor de áreas que los producen, es decir, las re-
den provocar un descenso de las tempe- gotitas aumenta el brillo de la nube, es giones industrializadas que queman
raturas del aire cerca de la superficie al decir, se refleja más luz solar hacia el es- combustibles fósiles y las zonas conti-
reflejar la energía solar hacia el espacio. pacio. nentales donde se quema vegetación
Por consiguiente, se debe a aerosoles de (Figura 21.A).
ácido sulfúrico producidos por las activi- A través de la reducción de la cantidad
dades humanas. de energía solar disponible para el siste- Dado que la supervivencia de los ae-
ma climático, los aerosoles tienen un cla- rosoles generados por el ser humano en
En la actualidad, la contribución hu- ro efecto refrigerante. En algunos estu- la atmósfera es corta, el efecto del «vol-
mana de aerosoles a la atmósfera iguala la dios se indica que el efecto refrigerante cán humano» en el clima actual está de-
cantidad emitida por las fuentes natura- de los aerosoles generados por el ser hu- terminado por la cantidad de material
les. La mayoría de aerosoles generados mano podría compensar una parte del ca- emitido durante las semanas anteriores.
por el ser humano procede del dióxido lentamiento mundial causado por las can- Por el contrario, el dióxido de carbono
de azufre emitido durante la combustión tidades crecientes de gases invernadero liberado en la atmósfera permanece du-
de combustibles fósiles y como una con- en la atmósfera. La magnitud y la exten- rante períodos mucho más largos y, por
secuencia de la combustión de vegeta- sión del efecto refrigerante de los aero- tanto, influye en el clima durante mu-
soles son muy inciertas. Esta incertidum- chas décadas.

• Se prevé que la temperatura superficial media de Algunas posibles consecuencias Los efectos de un rápi-
la Tierra aumentará entre 1,4 y 5,8 °C en 2100. do cambio térmico son una cuestión muy preocupante e
incierta. Dado que el sistema climático es tan complejo,
• La velocidad prevista de calentamiento es mu- la predicción de la distribución de cambios regionales
cho mayor que los cambios observados durante concretos es todavía muy especulativa. Sin embargo, pue-
el siglo XX y es muy probable que no tenga pre- den darse escenarios plausibles para escalas mayores de
cedentes durante al menos los últimos 10.000 espacio y tiempo. Un impacto importante del calenta-
años. miento mundial inducido por el ser humano es un pro-
bable aumento del nivel del mar. Este efecto se examina
• Es muy probable que casi todas las zonas conti- en el Capítulo 20, Recuadro 20.3. Entre los posibles cam-
nentales se calienten con más rapidez que la me- bios climáticos se cuentan las modificaciones en las tra-
dia mundial, en particular las zonas situadas en las yectorias de las tormentas ciclónicas a gran escala, que, a
latitudes altas septentrionales durante la estación
fría.

Algunos efectos ambientales de la combustión de los combustibles fósiles 599

▲ Figura 21.A Los aerosoles generados por el ser humano se concentran cerca de las áreas que los producen. Dado que los aerosoles
reducen la cantidad de energía solar disponible en el sistema climático, tienen un claro efecto refrigerante. En esta imagen por satélite se
muestra una capa densa de contaminación sobre el centro de China; lo suficientemente densa como para que una parte de la línea de
costa sea difícil de ver. Es fácil de distinguir la contaminación (gris) de las nubes (blanco brillante). (Imagen cortesía de la NASA.)

su vez, afectarán a la distribución de la precipitación y la El carbón, el petróleo y el gas natural son fuentes
aparición de un clima severo. Otras posibilidades son las de energía vitales que impulsan el mundo moderno. Sin
tormentas tropicales más fuertes y el aumento de la fre- embargo, los beneficios que proporcionan esos combus-
cuencia y la intensidad de las olas de calor y las sequías tibles básicos y de coste relativamente bajo no están exen-
(Tabla 21.1). tos de costes ambientales. Entre las consecuencias de su
uso se cuentan tres serios impactos atmosféricos: conta-
Los cambios que se produzcan adoptarán pro- minación del aire urbano, lluvia ácida y calentamiento
bablemente la forma de modificaciones ambientales global. El ser humano está alterando claramente la com-
graduales que serán imperceptibles para la mayoría de posición del aire. No sólo se deja sentir esta influencia lo-
las personas de un año para el otro. Aunque los cam- cal y regionalmente, sino que se extiende a todo el mun-
bios quizá sean graduales, los efectos tendrán claras e do y a muchos kilómetros por encima de la superficie de
importantes consecuencias económicas, sociales y po- la Tierra.
líticas.

600 C A P Í T U L O 2 1 Energía y recursos minerales

▲ Figura 21.8 A. Concentraciones de

dióxido de carbono (CO2) en los últimos Concentración CO2 (ppm) 380
1.000 años. Gran parte del registro se basa 360
340 1000 1200 1400 1600 1800 2000
en datos obtenidos de muestras de hielo de 320 Año
300
la Antártida. Las burbujas de aire atrapadas 280
260
en el hielo glaciar proporcionan testigos de
800
sondeo de muestras de las atmósferas

antiguas. El registro de 1958 procede de

determinaciones directas del CO2
atmosférico tomadas en el observatorio de

Mauna Loa, Hawaii. B. Emisiones de CO2 de
los combustibles fósiles. El rápido

incremento de la concentración de CO2
desde el comienzo de la industrialización ha

ido paralelo al aumento de las emisiones de

CO2 procedentes de los combustibles fósiles.

A. Emisiones de CO2 de los
combustibles fósiles (miles de
millones de toneladas métricas) 8

6

4 Emisiones CO2
2

0 1900 1950 2000
1850

B. Año

Variación de la temperatura °C 0,6 0,6
0,4 0,4
0,2 1880 1900 1920 1940 1960 1980 0,2
0,0 0,0
–0,2 –0,2
–0,4 –0,4
–0,6 –0,6
2000
1860

▲ Figura 21.9 Variaciones de la media anual de la temperatura global para el período
1860-2002. La base de comparación es la media del período 1961-1990 (la línea 0,0 del
gráfico). Cada barra estrecha del gráfico representa la desviación de la temperatura media
mundial con respecto a la media de 1961-1990 para un año. Por ejemplo, la temperatura
media mundial de 1862 fue más de 0,5 °C inferior a la media de 1961-1990, mientras que la
media mundial de 1998 fue más de 0,5 °C superior. (En concreto, 1998 fue 0,56 °C más
caluroso.) En el gráfico de barras se indica con claridad que puede haber variaciones
significativas de un año a otro. Pero en el gráfico también se muestra una tendencia. Las
temperaturas medias mundiales estimadas han estado por encima de la media 1961-1990
todos los años desde 1978. En el ámbito mundial, los años 90 fueron la década más calurosa,
y los años 1998 y 2002 los más calurosos, desde 1861. (Modificado y actualizado según G.
Bell, et al. «Climate Assessment for 1998», Bulletin of the American Meteorological Society, Vol.
80, núm. 5, mayo 1999, pág. 54.)

Arenas asfálticas y lutitas bituminosas: ¿petróleo para el futuro? 601

Tabla 21.1 Previsión de cambios y efectos del calentamiento global en el siglo XXI (probabilidad estimada)*

Temperaturas máximas más elevadas; más días calurosos y olas de calor sobre casi todas las áreas continentales (muy probable)
Temperaturas mínimas más elevadas; menos días fríos, de helada, y olas frías sobre casi todas las áreas continentales (muy probable)
Precipitaciones más intensas (muy probable en muchas áreas)
Aumento de la sequía estival sobre la mayoría de los interiores continentales de latitud media y riesgo de sequía asociada (probable)
Aumento de las intensidades máximas del viento de los ciclones tropicales y las intensidades medias y máximas de la precipitación
(probable en algunas áreas)
Sequías e inundaciones intensificadas asociadas con El Niño en muchas regiones diferentes (probable)
Aumento de la variabilidad de la precipitación monzónica veraniega en Asia (probable)
Aumento de la intensidad de las tormentas de latitud media (incierto)

FUENTE: IPCC: 2001.
* Muy probable indica una probabilidad del 90-99 por ciento. Probable indica una probabilidad del 67-90 por ciento.

?A VECES LOS ALUMNOS petróleo convencional y los depósitos de arena asfáltica re-
P R E G U N TA N side en la viscosidad (resistencia al flujo) del petróleo que
contienen. En las arenas asfálticas, el petróleo es mucho
¿Es el dióxido de carbono el único gas responsable del más viscoso y no puede ser simplemente bombeado.

calentamiento mundial? En muchas partes del mundo hay importantes de-
pósitos de arenas asfálticas. Los dos mayores de estos de-
No. Aunque el dióxido de carbono es el más importante, otros pósitos son el yacimiento Athabasca, en la provincia ca-
gases también representan un papel. En los últimos años, los nadiense de Alberta, y el depósito del río Orinoco, en
científicos han descubierto que las actividades industriales y Venezuela (Figura 21.10).
agrícolas humanas están provocando la formación de varios ga-
ses trazas que también pueden representar un papel impor- ALBERTA
tante. Se denominan así porque sus concentraciones son mu-
cho menores que las del dióxido de carbono. Los gases trazas
que parecen ser más importantes son el metano (CH4), el óxi-
do nitroso (N2O) y los clorofluorocarbonos (CFC). Estos ga-
ses absorben ondas largas de radiación emitida desde la Tierra
que, de otro modo, se escaparían al espacio. Aunque por se-
parado su impacto es modesto, los efectos de la unión de estos
gases trazas pueden ser casi tan grandes como el del CO2 en el
calentamiento de la atmósfera inferior.

Arenas asfálticas y lutitas bituminosas: Edmonton
¿petróleo para el futuro?
Canadá Calgary
En los próximos años el suministro mundial de petróleo Estados Unidos
disminuirá. Cuando esto suceda será sustituido por hi-
drocarburos de menor grado. Son los combustibles pro- ▲ Figura 21.10 En Norteamérica, los mayores depósitos de
cedentes de las arenas asfálticas y las lutitas bituminosas. arenas asfálticas aparecen en la provincia canadiense de Alberta.
Conocidas como las arenas asfálticas de Athabasca, esos depósitos
Arenas asfálticas cubren un área de más de 42.000 kilómetros cuadrados. Los
principales depósitos de arenas asfálticas de Alberta contienen más
Las arenas asfálticas suelen ser mezclas de arcilla y arena de 1,7 trillones de barriles de bitumen. Sin embargo, gran parte
combinadas con agua y cantidades variables de un alqui- del bitumen no puede extraerse a un coste razonable. Con la
trán negro, muy viscoso, conocido como bitumen. La uti- tecnología actual, se calcula que sólo pueden extraerse unos
lización del término arena puede llevar a confusión, por- 300.000 millones de barriles.
que no todos los depósitos están asociados con arenas y
areniscas. Algunos aparecen en otros materiales, entre
ellos las lutitas y las calizas. El petróleo de esos depósitos
es muy similar a los densos petróleos crudos bombeados
de los pozos. La principal diferencia entre los depósitos de

602 C A P Í T U L O 2 1 Energía y recursos minerales

En la actualidad, las arenas asfálticas se extraen en su- es que la superficie de la Tierra se vea alterada sólo lige-
perficie, de una manera similar a la explotación a cielo ramente y que se reduzca el impacto ambiental.
abierto del carbón mediante excavadoras. El material exca-
vado se calienta a continuación con vapor a presión y el bi- Lutitas bituminosas
tumen se ablanda y asciende. Una vez recogido, el material
oleoso es tratado para eliminar las impurezas y luego se aña- Las lutitas bituminosas contienen enormes cantidades de pe-
de hidrógeno. Esta última etapa aumenta el grado de cali- tróleo sin explotar. En todo el mundo, el US Geological Sur-
dad hasta un crudo sintético, que luego puede refinarse. La vey calcula que hay más de 3 billones de barriles de petróleo
extracción y el refinado de las arenas asfálticas requieren una contenidos en lutitas, que producirían más de 38 litros de pe-
gran cantidad de energía: ¡casi la mitad de la que se obtie- tróleo por tonelada de material. Pero esta cifra puede indu-
ne del producto final! No obstante, las arenas asfálticas de cir a error porque se sabe que, con la tecnología actual, sólo
los enormes depósitos de Alberta son la fuente de alrededor pueden recuperarse menos de 200.000 millones de barriles.
del 15 por ciento de la producción petrolífera de Canadá. Aun así, los recursos calculados del petróleo convencional-
mente recuperable, y las cifras aumentarán, probablemente,
La obtención de petróleo a partir de las arenas asfál- a medida que se recoja más información geológica.
ticas tiene importantes inconvenientes ambientales. Con la
minería de enormes cantidades de roca y sedimento se Aproximadamente la mitad del suministro mundial
asocia una perturbación importante del terreno. Además, se se encuentra en la formación Green River en Colorado,
precisan grandes cantidades de agua para el procesado, y Utah y Wyoming (Figura 21.11). En esta región, las luti-
cuando éste se ha completado, el agua y los sedimentos con- tas bituminosas forman parte de estratos sedimentarios que
taminados se acumulan en estanques de desecho tóxicos. se acumularon en el fondo de dos enormes y someros lagos
durante el Eoceno (hace entre 57 y 36 millones de años).
Sólo alrededor del 10 por ciento de las arenas asfál-
ticas de Alberta puede recuperarse de manera económica Las lutitas bituminosas se han sugerido como una so-
mediante minería de superficie. La obtención de petróleo lución parcial al agotamiento de los combustibles fósiles. Sin
enterrado a más profundidad requerirá la recuperación in embargo, la energía calorífica de la lutita bituminosa es sólo
situ, es decir, sin trabajo de minería. Esto precisará pro- una octava parte de la que contiene el petróleo crudo, debi-
bablemente la inyección de líquidos calientes para redu- do a la gran proporción de materia mineral de las lutitas.
cir la viscosidad y bombear luego el material a la superfi-
cie. Si se ponen en práctica dichas técnicas, la esperanza Esta materia mineral añade costo a la producción
minera, el procesamiento y la eliminación de residuos. La

Figura 21.11 Distribución de las lutitas CPuiceenacnaceIdahoCuenca Wyoming
bituminosas en la formación Green River de▲ Utah de
Colorado, Utah y Wyoming. Las áreas Cuenca
sombreadas de color más oscuro Great Green River Washakie
representan los depósitos más ricos. El Salt
gobierno y la industria privada han Lake Colorado
invertido grandes cantidades para hacer
que las lutitas bituminosas sean un recurso Salt Lake City
económico, pero los costes han sido
siempre superiores al precio del petróleo.
Sin embargo, a medida que aumenten los
precios de los combustibles en
competencia, estos enormes depósitos se
volverán económicamente más atractivos.
(Tomado de D. C. Duncan y V. E. Swanson,
U. S. Geological Survey Circular 523, 1965.)

Cuenca
Uinta

0 25 50 km

Fuentes de energía alternativas 603

producción de petróleo a partir de las lutitas bituminosas expulsados, a su vez, bombardean los núcleos de átomos
tiene los mismos problemas que la producción de petró- de uranio adyacentes, produciendo una reacción en cadena.
leo a partir de las arenas asfálticas. La minería de superfi- Si el suministro de material fisionable es suficiente y se
cie produce trastornos generalizados del terreno y plan- permite que la reacción transcurra de una manera no con-
tea problemas significativos de eliminación de residuos. trolada, se liberaría una enorme cantidad de energía en
Además, el procesamiento requiere grandes cantidades de forma de una explosión atómica.
agua, un elemento que es escaso en la región semiárida
donde se encuentra la formación Green River. En una central de energía nuclear, la reacción de fi-
sión se controla moviendo varillas absorbentes de neu-
En la actualidad, el petróleo es abundante y relati- trones al interior y al exterior del reactor nuclear. El re-
vamente barato en los mercados mundiales. Por consi- sultado es una reacción nuclear en cadena controlada que
guiente, con las tecnologías actuales, no merece la pena libera grandes cantidades de calor. La energía producida
obtenerlo de las lutitas bituminosas. La industria ha aban- es transportada desde el reactor y utilizada para impulsar
donado casi del todo la investigación y el desarrollo en el turbinas de vapor que mueven los generadores eléctricos,
ámbito de las lutitas bituminosas. No obstante, el US Ge- de una manera similar a lo que ocurre en las centrales pro-
ological Survey sugiere que la gran cantidad de petróleo ductoras de energía más convencionales.
que podría extraerse, en potencia, de las lutitas bitumino-
sas en Estados Unidos asegura probablemente su inclu- Uranio El uranio-235 es el único isótopo que aparece en
sión final en la mezcla energética nacional. estado natural y que es fácilmente fisionable y, por consi-
guiente, es el combustible principal utilizado en las cen-
Fuentes de energía alternativas trales de energía nuclear*. Aunque se han descubierto
grandes cantidades de mena de uranio, la mayoría contie-
Un examen de la Figura 21.3 muestra claramente que vi- ne menos del 0,05 por ciento de uranio. De esta pequeña
vimos en la era de los combustibles fósiles. Más del 85 por cantidad, el 99,3 por ciento está constituido por el isóto-
ciento de las necesidades energéticas mundiales procede de po no fisionable uranio-238 y sólo el 0,7 por ciento res-
esos recursos no renovables. Los cálculos actuales indican tante contiene el isótopo fisionable uranio-235. Dado que
que la cantidad de combustibles fósiles recuperables pue- la mayoría de los reactores nucleares funciona con com-
de alcanzar los 10 billones de barriles de petróleo, sufi- bustibles que contienen al menos un 3 por ciento de ura-
cientes para 170 años al ritmo de consumo actual. Por su- nio-235, deben separarse los dos isótopos para concentrar
puesto, a medida que la población mundial aumente, la el uranio-235 fisionable. El proceso de separación de los
velocidad de consumo se disparará. Por tanto, las reservas isótopos de uranio es difícil e incrementa de manera sus-
acabarán por escasear. Mientras tanto, el impacto ambien- tancial el coste de la energía nuclear.
tal de la combustión de enormes cantidades de combusti-
bles fósiles tendrá, sin lugar a dudas, un efecto adverso. Aunque el uranio es un elemento raro en la corteza
terrestre, aparece en depósitos de enriquecimiento. Algu-
¿Cómo puede satisfacerse una demanda creciente de nos de los depósitos más importantes están asociados con
energía sin afectar de manera radical al planeta que habita- lo que se consideran antiguos depósitos de placeres en le-
mos? Aunque no se ha formulado todavía una respuesta cla- chos de corrientes de agua**. Por ejemplo, en Witwaters-
ra, debe considerarse la necesidad de depender cada vez más rand, Sudáfrica, los granos de mena de uranio (así como
de fuentes de energía alternativas. En esta sección exami- importantes depósitos de oro) se concentraron como re-
naremos las diversas fuentes posibles, entre ellas la energía sultado de su elevada densidad en rocas compuestas fun-
nuclear, solar, eólica, hidroeléctrica, geotérmica y mareal. damentalmente de granos de cuarzo. En Estados Unidos,
los depósitos de uranio más ricos se encuentran asociados
Energía nuclear a areniscas jurásicas y triásicas en la plataforma del Colora-
do y en rocas más jóvenes en Wyoming. La mayor parte
Aproximadamente el 8 por ciento de la demanda de ener- de esos depósitos se ha formado a través de la precipita-
gía de Estados Unidos está siendo satisfecha por las cen- ción de compuestos de uranio procedentes del agua subte-
trales de energía nuclear. El combustible para esas cen- rránea. La precipitación del uranio se produce aquí como
trales procede de materiales radiactivos que liberan consecuencia de una reacción química con la materia or-
energía por el proceso de fisión nuclear. La fisión se con- gánica, como se pone de manifiesto por la concentración
sigue bombardeando los núcleos de los átomos pesados,
normalmente el uranio-235, con neutrones. Esto hace * El torio, aunque no es capaz de mantener por sí mismo una reacción en
que los núcleos de uranio se escindan en núcleos meno- cadena, puede utilizarse con el uranio-235 como un combustible nuclear.
res y emitan neutrones y energía calorífica. Los neutrones ** Los depósitos de placeres de tratan en una sección posterior de este
capítulo.

604 C A P Í T U L O 2 1 Energía y recursos minerales

de uranio en los troncos fósiles y lutitas negras ricas en al sur. Conforme la luz solar atraviesa el vidrio, su ener-
materia orgánica. gía es absorbida por los objetos de la habitación. Esos ob-
jetos, a su vez, irradian calor que calienta el aire. En Es-
Obstáculos al desarrollo Hubo una época en la que se tados Unidos se utilizan a menudo ventanas que miran al
proclamaba que la energía nuclear era la fuente de ener- sur, junto con construcciones mejor aisladas y más her-
gía barata y limpia que sustituiría a los combustibles fósi- méticas, para reducir de manera sustancial los costes de ca-
les. Sin embargo, han surgido varios obstáculos que im- lefacción.
piden el desarrollo nuclear como una importante fuente
de energía. No es el menor de ellos el coste de construc- Los sistemas más elaborados utilizados para calen-
ción de las centrales nucleares, que contienen numerosos tar los hogares precisan un colector solar activo. Esos dis-
dispositivos de seguridad. Quizá más importante, sin em- positivos montados en los tejados suelen ser cajas grandes
bargo, es la preocupación ante la posibilidad de un acci- ennegrecidas y cubiertas con vidrio. El calor que acumu-
dente grave en cualquiera de las casi 200 centrales nucle- lan puede ser transferido donde sea necesario mediante
ares que existen en el mundo. El accidente ocurrido en circulación de aire o líquidos a través de tuberías. Los co-
Three Mile Island, cerca de Harrisburg, Pensilvania, en lectores solares se utilizan también de manera satisfacto-
1979, contribuyó a crear inquietud. En esa ocasión, una ria para calentar el agua necesaria en los hogares y los co-
función defectuosa indujo a los operadores de la central a mercios. Por ejemplo, los colectores solares proporcionan
creer que había demasiada agua en el sistema primario, agua caliente a más del 80 por ciento de los hogares is-
cuando era todo lo contrario. Esta confusión permitió raelíes.
que el núcleo del reactor estuviera descubierto durante va-
rias horas. Aunque hubo poco peligro para el público, se Aunque la energía solar es gratis, el equipo necesa-
produjo un daño sustancial en el reactor. rio y su instalación no lo son. Los costes iniciales de ins-
talación de un sistema, entre ellos una unidad calorífica
Por desgracia, el accidente ocurrido en 1986 en complementaria para los momentos en que disminuya la
Chernobyl, en la antigua Unión Soviética, fue mucho más energía solar (días nublados e invierno) o no la haya (no-
grave. En este incidente, el reactor estuvo fuera de control, ches), puede ser sustancial. No obstante, a largo plazo, la
y dos pequeñas explosiones levantaron el techo de la es- energía solar es económica en muchas partes y será inclu-
tructura, permitiendo que trozos de uranio fueran lanza- so más rentable a medida que aumenten los precios de los
dos a las áreas inmediatas. Durante los 10 días consecuti- otros combustibles.
vos que se tardó en extinguir el fuego, niveles elevados de
material radiactivo fueron transportados por la atmósfera En la actualidad, la investigación está en vías de me-
y depositados en zonas tan alejadas como Noruega. Ade- jorar las tecnologías que permitan concentrar la luz solar.
más de las 18 personas que murieron en las 6 semanas pos- Un método que está siendo examinado es la utilización de
teriores al accidente, muchos miles más se enfrentan a un espejos que recogen el sol y mantienen sus rayos enfoca-
mayor riesgo de fallecimiento como consecuencia de cán- dos sobre una torre receptora. Cerca de Barstow, Cali-
ceres asociados con la lluvia radiactiva. fornia, se ha construido una central con 2.000 espejos (Fi-
gura 21.12A). La energía solar enfocada a la torre calienta
Debe destacarse que las concentraciones de uranio- el agua en paneles presurizados hasta más de 500 °C. El
235 fisionable y el diseño de los reactores son tales que las agua supercalentada es transferida luego a las turbinas, que
centrales de energía nuclear no pueden explotar como una impulsan generadores eléctricos.
bomba atómica. El riesgo surge de la posibilidad de esca-
pe de residuos radiactivos durante una fusión del núcleo o Otro tipo de colector utiliza células fotovoltaicas
cualquier otro fallo. Además, riesgos como la eliminación (solares) que convierten la energía solar directamente en
de los residuos nucleares y la relación que existe entre los electricidad. Cerca de Sacramento, California, hay una
programas de energía nuclear y la proliferación de bom- central experimental en la que se utilizan células fotovol-
bas nucleares deben considerarse cuando evaluemos los taicas (Figura 21.12B).
pros y los contras sobre el empleo de la energía nuclear.
Recientemente han empezado a aparecer pequeños
Energía solar sistemas fotovoltaicos para colocar encima de las azoteas
en las casas rurales de algunos países del tercer mundo, en-
La expresión energía solar se refiere generalmente a la uti- tre ellos la República Dominicana, Sri Lanka y Zimbabwe.
lización directa de los rayos del sol para el abastecimien- Estas unidades son de un tamaño aproximado al de una
to de la energía necesaria para cubrir las necesidades de la maleta abierta y utilizan una batería para almacenar la elec-
población. Los colectores solares pasivos más sencillos, y qui- tricidad que se genera durante las horas de luz diurna. En
zá más generalmente utilizados, son ventanas que miran los trópicos, estos pequeños sistemas fotovoltaicos pueden
permitir el funcionamiento de una televisión o de una ra-
dio, además de unas pocas bombillas, durante tres o cua-
tro horas. Aunque mucho más baratas que la construcción

▲Fuentes de energía alternativas 605

Figura 21.12 Solar One, instalación
solar utilizada para generar electricidad
en el desierto de Mojave cerca de
Barstow, California. (Foto de Thomas
Braise/The Stock Market.)

de generadores eléctricos convencionales, estas unidades El viento se ha utilizado durante siglos como una
siguen siendo demasiado caras para las familias pobres. fuente de energía casi gratuita y no contaminante. Los
Por consiguiente, se calcula que unos 2.000 millones de barcos de vela y los molinos de viento representan dos
personas todavía carecen de electricidad en los países en de las primeras formas en que se aprovechó este recur-
vías de desarrollo. so renovable. Además, en un primer momento, hubo
una gran dependencia de la energía eólica para bombe-
?A VECES LOS ALUMNOS ar agua y, después, para generar pequeñas cantidades de
P R E G U N TA N electricidad.

¿Son los vehículos eléctricos mejores para el medio Después de la «crisis energética» incrementada por
ambiente? el embargo de petróleo de los años 70, el interés por la
energía eólica, así como por otras formas alternativas de
Sí, pero probablemente no tanto como podríamos creer. Eso energía aumentó de manera notable. En 1980, Estados
se debe a que gran parte de la electricidad que los coches eléc- Unidos inició un programa para desarrollar sistemas de
tricos utilizan procede de las plantas productoras de energía energía eólica. Los proyectos subvencionados por el De-
que emplean combustibles fósiles no renovables. Por tanto, los partamento de Energía de Estados Unidos implicaban el
contaminantes no proceden directamente del coche; sino que establecimiento de granjas eólicas experimentales en puer-
proceden de la planta energética que generó la electricidad tos en los que se sabía que había fuertes vientos persis-
para el vehículo. Sin embargo, los vehículos eléctricos mo- tentes. Una de estas instalaciones, situada en el puerto
dernos están diseñados para utilizar el combustible de una ma- Altamont, cerca de San Francisco, hace funcionar más de
nera más eficaz que los vehículos tradicionales de gasolina, de 7.000 turbinas eólicas en la actualidad. En 2000, el vien-
modo que generan menos contaminantes por kilómetro. to proporcionó algo menos del 1 por ciento de la electri-
cidad de California.
Energía eólica
A medida que la tecnología ha mejorado, la eficacia
Aproximadamente, el 0,25 por ciento de la energía solar ha aumentado y los costes de la electricidad generada por
que alcanza las capas inferiores de la atmósfera se trans- el viento se han vuelto más competitivos. Entre 1983 y
forma en viento. Aunque se trata de un porcentaje mi- 2003, los avances tecnológicos recortaron los gastos de la
núsculo, la cantidad absoluta de energía es enorme. Se- energía eólica en más del 85 por ciento. Como conse-
gún se ha calculado, si se pudieran aprovechar los vientos cuencia, el crecimiento de la capacidad instalada en Esta-
de Dakota del Norte y del Sur, proporcionarían el 80 dos Unidos (y en otros lugares) ha crecido de manera es-
por ciento de la energía eléctrica utilizada en Estados pectacular (Figura 21.13). Algunos expertos calculan que
Unidos. en los próximos 50 o 60 años la energía eólica podría sa-
tisfacer entre el 5 y el 10 por ciento de la demanda de
energía eléctrica de Estados Unidos. Una zona de expan-
sión de la energía eólica serán probablemente las islas y

606 C A P Í T U L O 2 1 Energía y recursos minerales

Megavatios5000 Energía hidroeléctrica

4000 1980 La caída del agua ha sido una fuente de energía durante
1985 siglos. A lo largo de la mayor parte de la historia, la ener-
3000 1990 gía mecánica producida por las ruedas hidráulicas se uti-
1995 lizó para alimentar los molinos y otras maquinarias. En la
2000 2000 actualidad, la energía generada por las caídas de agua se
2005 utiliza para impulsar las turbinas que producen electrici-
1000 dad; de ahí el término energía hidroeléctrica. En Esta-
dos Unidos, las centrales de energía hidroeléctrica apor-
0 tan aproximadamente el 5 por ciento de las necesidades
del país. La mayor parte de esa energía se produce en
▲ Figura 21.13 Capacidad de energía eólica instalada en Estados grandes presas que permiten un control del flujo de agua.
Unidos (en megavatios). El crecimiento durante los últimos años ha El agua estancada represada en un embalse es una forma
sido espectacular. De acuerdo con la American Wind Energy de energía almacenada que puede liberarse en cualquier
Association, la capacidad instalada en enero de 2003 era de 4.700 momento para producir electricidad.
megavatios. Un año después, en enero de 2004, se esperaba que
esa cifra se elevara a unos 6.000 megavatios (suficientes para Aunque la energía hidráulica se considera un recur-
suministrar electricidad a 1,5 millones de hogares). (Datos del so renovable, las presas construidas para proporcionar
Departamento de Energía de Estados Unidos y la American Wind electricidad tienen un tiempo de vida limitado. Todos los
Energy Association.) ríos transportan sedimento en suspensión que empieza a
depositarse detrás de la presa nada más construirse ésta.
otras regiones alejadas de las redes eléctricas que deben Finalmente, el sedimento colmatará por completo el em-
importar combustible para generar energía. balse. Esto tardará de 50 a 300 años, dependiendo de la
cantidad de materia en suspensión transportada por el río.
Aunque el futuro de la energía eólica parece pro- Un ejemplo es la enorme presa de Asuán, en Egipto, que
metedor, no está exento de dificultades. Además de los se terminó en los años 60. Se estima que la mitad del em-
avances técnicos que deben continuar realizándose, la con- balse estará lleno de sedimentos del río Nilo en 2025.
taminación acústica y el coste de las grandes extensiones
de terreno en áreas muy pobladas representan obstáculos La disponibilidad de lugares apropiados es un fac-
significativos para su desarrollo. En los Países Bajos, don- tor importante que limita el desarrollo de centrales hi-
de los molinos tienen una larga historia, las propuestas droeléctricas a gran escala. Un buen sitio debe propor-
para colocar turbinas eólicas encima del sistema de diques cionar una altura significativa para la caída del agua y un
del país han topado con una fuerte oposición. Una parte caudal elevado. Existen presas hidroeléctricas en muchas
del problema es que los Países Bajos, como gran parte de partes de Estados Unidos; la mayor concentración se si-
Europa, están muy densamente poblados y, por tanto, tie- túa en el sureste y noroeste del Pacífico. Casi todos los lu-
nen pocos lugares remotos. gares idóneos de Estados Unidos ya han sido explotados,
limitando la expansión futura de la energía hidroeléctri-
Otra limitación significativa de la energía eólica es ca. Podría aumentarse la energía total producida por las
que es intermitente. Si el viento constituyera una gran centrales hidroeléctricas, pero la porción relativa propor-
proporción del suministro energético total, cualquier cionada por esa fuente puede disminuir, porque otras
déficit provocaría grandes daños económicos. Mejores fuentes de energía alternativa pueden incrementarse a un
medios de almacenamiento permitirían al viento satisfa- ritmo mayor.
cer un porcentaje significativamente mayor de nuestras
necesidades energéticas. Según una propuesta, se utili- En los últimos años ha empezado a utilizarse un
zaría energía eólica para producir hidrógeno a través de tipo diferente de producción de energía hidroeléctrica.
la electrólisis del agua. Luego, este gas combustible se Denominado sistema de almacenamiento de agua bombeada,
distribuiría y almacenaría de una manera parecida al gas es en realidad un tipo de control de la energía. Durante
natural. las épocas en las que la demanda de electricidad es baja, la
energía producida por fuentes no hidroeléctricas, que no
es necesaria, se utiliza para bombear el agua de un embalse
inferior a un área de almacenamiento situada a una mayor
elevación. Luego, cuando la demanda de electricidad es
grande, se dispone del agua almacenada en el embalse si-
tuado encima para impulsar las turbinas y producir elec-
tricidad que complemente el suministro de energía.

Fuentes de energía alternativas 607

?A VECES LOS ALUMNOS Krafla
P R E G U N TA N
ISLANDIA
¿Cuál es el mayor proyecto hidroeléctrico del mundo?
Reykjavik Geysir
La distinción la merece el proyecto Three Gorges en el río
Yangtze de China. La construcción empezó en 1994. Cuando Hengil
se complete en 2009, se espera que genere 85.000 millones de
kilovatios hora de electricidad cada año, lo que equivale a Grindavik
aproximadamente el 6,5 por ciento de las necesidades eléctri-
cas de China en 2001. Supuestamente el principal motivo 0 100 km
para construir el polémico dique era el control de las inunda- 50 mi
ciones. Su embalse inundará 632 kilómetros cuadrados de tie- Leyenda 0
rra que se extienden unos 660 kilómetros a lo largo del río.
Sistema hidrotermal superior a 150 °C
Energía geotérmica
Zona de fractura y volcanismo
Se aprovecha la energía geotérmica explotando los de-
pósitos subterráneos naturales de vapor y agua caliente. Groenlandia
Estos últimos aparecen en lugares donde las temperatu-
ras bajo la superficie son elevadas debido a la actividad vol- Islandia
cánica relativamente reciente. Se utiliza la energía geo-
térmica de dos maneras: el vapor y el agua caliente se Norteamérica Dorsal
emplean para calentar y para generar electricidad. Centroatlántica
Europa
Islandia es una gran isla volcánica que tiene activi-
dad magmática en la actualidad (Figura 21.14). En la ca- ▲ Figura 21.14 Islandia está a caballo de la dorsal
pital islandesa, Reykjavik, el vapor y el agua caliente son Centroatlántica. Este borde de placa divergente es el centro de
bombeados a los edificios de la ciudad para calentar los in- numerosos sistemas geotérmicos y volcánicos activos. Dado que
teriores. También calientan los invernaderos, donde cre- todo el país está compuesto por rocas volcánicas geológicamente
cen todo el año frutas y verduras. En Estados Unidos, di- jóvenes, puede encontrarse agua caliente en casi cualquier agujero
versos estados occidentales utilizan el agua caliente de que se taladre en cualquier parte. Más del 45 por ciento de la
origen geotérmico para calefacción. energía islandesa procede de las fuentes geotérmicas.

En lo que se refiere a la producción geotérmica de Tabla 21.2 Producción mundial de energía
electricidad, los italianos fueron los primeros en hacerlo geotérmica, 2000
en 1904, de manera que la idea no es nueva. A finales del
siglo XX y principios del XXI, más de 250 plantas de ener- País productor Megavatios
gía geotérmica en 22 países producían más de 8.000 me-
gavatios (millones de vatios). Estas plantas proporcionan Estados Unidos 2.850
energía a más de 60 millones de personas. En la Tabla 21.2 Filipinas 1.848
se enumeran los principales productores de energía geo- Italia
térmica. México 7.68,5
Indonesia 743
La primera central de energía geotérmica comercial Japón 589,5
de Estados Unidos se construyó en 1960, en The Geysers, Nueva Zelanda 530
al norte de San Francisco (Figura 21.15). The Geysers es Islandia 345
todavía la mayor planta de energía geotérmica del mun- Costa Rica 140
do y genera unos 1.700 megavatios o casi el 60 por cien- El Salvador 120
to de la energía geotérmica de Estados Unidos. Además Otros 105
de The Geysers, se está produciendo desarrollo geotér- Total 178
mico en algunos otros lugares del oeste de Estados Uni- 8.217
dos, entre ellos Nevada, Utah y el valle Imperial en el sur
de California. La capacidad generadora de energía geo- FUENTE: Geothermal Education Office.
térmica de Estados Unidos, de más de 2.800 megavatios,

▲608 C A P Í T U L O 2 1 Energía y recursos minerales

Figura 21.15 The Geysers, cerca de la
ciudad de Santa Rosa en el norte de
California, es el mayor lugar del mundo en
desarrollo geotérmico productor de
electricidad. La mayor parte de los pozos de
vapor se encuentra a unos 3.000 metros de
profundidad. (Foto cortesía de la Pacific Gas
and Electric Company.)

es suficiente para suministrar electricidad a unos 3,5 mi- Como ocurre con otros métodos alternativos de
llones de hogares. Ésta es una cantidad de electricidad producción de energía, no cabe esperar que las fuentes ge-
comparable a la combustión de unos 60 millones de ba- otérmicas cubran un elevado porcentaje de las necesida-
rriles de petróleo cada año. des energéticas crecientes del mundo. No obstante, en
regiones donde pueda desarrollarse su potencial, no cabe
¿Qué factores geológicos favorecen un depósito ge- duda de que su uso seguirá en aumento.
otérmico de valor comercial?
Energía mareal
1. Una fuente potente de calor, como una gran cáma-
ra magmática lo suficientemente profunda como Se han propuesto varios métodos de producción de ener-
para asegurar una presión adecuada y un enfria- gía eléctrica a partir de los océanos, pero el potencial ener-
miento lento, pero no tan profunda que no pue- gético del océano sigue en gran medida sin explotar. El de-
da establecerse una circulación natural de agua. sarrollo de la energía mareal es el principal ejemplo de
Esas cámaras magmáticas se encuentran con más producción de energía a partir del océano.
probabilidad en regiones de actividad volcánica
reciente. Las mareas se han utilizado como una fuente de
energía durante siglos. Empezando en el siglo XII, las tur-
2. Depósitos grandes y porosos con canales conectados a la binas hidráulicas impulsadas por las mareas se utilizaron
fuente de calor, cerca de los cuales el agua puede para hacer funcionar los molinos harineros y los aserra-
circular y luego ser almacenada en el depósito. deros. Durante los siglos XVII y XVIII, mucha de la harina
de Boston se producía en un molino mareal. En la actua-
3. Una tapa con rocas de poca permeabilidad que impi- lidad, deben satisfacerse demandas de energía mucho ma-
da el flujo de agua y calor a la superficie. Un de- yores y deben emplearse formas más sofisticadas para uti-
pósito profundo y bien aislado contiene almace- lizar la fuerza creada por la subida y la bajada perpetua del
nada mucha más energía que un depósito similar, océano.
pero no aislado.
La energía mareal se aprovecha construyendo una
Debemos reconocer que la energía geotérmica no es in- presa a través de la boca de una bahía o un estuario en
agotable. Cuando los fluidos calientes son bombeados un área costera que tenga un gran intervalo mareal (Fi-
desde los depósitos que se han calentado gracias a la ac- gura 21.16). La estrecha apertura entre la bahía y el
tividad volcánica, el agua no puede ser sustituida y lue- océano abierto aumenta las variaciones del nivel del
go calentada lo suficiente para recargar el depósito. La agua que se producen cuando suben y bajan las mareas.
experiencia demuestra que el vapor y el agua caliente de El fuerte flujo de entrada y salida que se produce en
cada pozo no duran normalmente más de 10 a 15 años, ese lugar se utiliza luego para impulsar turbinas y ge-
de manera que deben perforarse más pozos para mante- neradores eléctricos.
ner la producción de energía. Finalmente, el campo se
agota.

Recursos minerales 609

Bahía en marea alta No es posible aprovechar la energía mareal en la
Marea alta mayor parte de las costas del mundo. Si el intervalo ma-
real es menor de 8 metros o si no hay bahías estrechas y
A. Presa encerradas, el desarrollo de la energía mareal es antieco-
Corriente nómico. Por esta razón, las mareas nunca satisfarán una
porción muy elevada de nuestros requisitos en energía
eléctrica, que son cada vez mayores. No obstante, puede
merecer la pena intentar el desarrollo de energía mareal
en sitios factibles, porque la electricidad producida por las
mareas no consume combustibles agotables y no crea de-
sechos nocivos.

Generación Agua represada Recursos minerales
de energía
La corteza de la Tierra es fuente de una amplia variedad
Marea baja de sustancias útiles y esenciales. De hecho, prácticamen-
te todos los productos manufacturados contienen sustan-
B. cias derivadas de los minerales. En la Tabla 21.3 se enu-
meran algunos ejemplos importantes.
▲ Figura 21.16 Diagrama simplificado que muestra el principio
de la presa mareal. La electricidad se genera sólo cuando hay una Los recursos minerales son el conjunto de mine-
diferencia de altura de agua suficiente entre la bahía y el océano). rales útiles disponibles comercialmente. Entre estos re-
cursos se cuentan yacimientos ya identificados de los que
La central de energía mareal situada en la boca del pueden extraerse provechosamente minerales, que se de-
río Rance, en Francia, es un ejemplo de la utilización de nominan reservas, así como depósitos conocidos que ya
energía mareal. Con mucho, la mayor construida hasta no son recuperables ni desde el punto de vista económi-
ahora, esta central empezó a funcionar en 1966 y produ- co ni desde el tecnológico. Yacimientos que se supone
ce energía suficiente para satisfacer las necesidades de la que existen, pero todavía no se han descubierto, se con-
Bretaña, además de contribuir también a las demandas de sideran también recursos minerales. Además, se utiliza el
otras regiones. Cerca de Murmansk, en Rusia, y cerca de término mena para indicar los minerales metálicos úti-
Taliang, en China, así como en la bahía de Fundy, en la les que pueden extraerse, como beneficio, de las minas.
provincia canadiense de Nova Scotia, se han construido En el uso habitual, el término mena se aplica también a
centrales experimentales mucho más pequeñas. algunos minerales no metálicos, como la fluorita y el
azufre. Sin embargo, los materiales utilizados para pro-
?A VECES LOS ALUMNOS pósitos como la piedra de construcción, agregados para
P R E G U N TA N las carreteras, abrasivos, cerámica y fertilizantes no sue-
len denominarse menas; en cambio, se clasifican como
¿Es la energía procedente de las olas oceánicas una rocas y minerales industriales.

fuente de energía alternativa práctica? Recordemos que más del 98 por ciento de la cor-
teza está compuesta sólo por 8 elementos. Excepto por
Se está explorando seriamente esta posibilidad. En noviem- lo que se refiere al oxígeno y al silicio, todos los demás
bre de 2000, se puso en funcionamiento la primera estación elementos constituyen una fracción relativamente pe-
comercial del mundo de obtención de la procedente de las queña de las rocas habituales de la corteza terrestre (véa-
olas en la isla escocesa de Islay, que suministraba energía a la se Figura 3.18). De hecho, las concentraciones naturales
red eléctrica del Reino Unido. La estación energética de 500 de muchos elementos son extraordinariamente peque-
kilovatios utiliza una tecnología denominada columna de ñas. Un depósito que contenga el porcentaje medio de
agua oscilante, en la que las olas que llegan empujan el aire un elemento valioso tiene menos valor si el coste de ex-
hacia arriba y hacia abajo dentro de un tubo de cemento par- traerlo es mayor que el valor del material recuperado.
cialmente sumergido en el océano. El aire que entra y sale del Para que se le considere valioso, un elemento debe en-
extremo superior del tubo se utiliza para hacer funcionar una contrarse en una concentración superior al nivel de su
turbina y producir electricidad. Si se demuestra que esta tec- abundancia media en la corteza. En general, cuanto me-
nología funciona, puede abrir la puerta a la energía de las olas nos abundante sea en la corteza, mayor debe ser su con-
para ser un contribuyente significativo de energía renovable centración.
en lugares adecuados de la costa.

610 C A P Í T U L O 2 1 Energía y recursos minerales

Tabla 21.3 Aparición de minerales metálicos

Metal Menas principales Contexto geológico

Aluminio Bauxita Producto residual de la meteorización
Cinc Yacimientos hidrotermales
Cobre Esfalerita Yacimientos hidrotermales; metamorfismo de contacto; enriquecimiento por procesos

Cromo Calcopirita de meteorización
Estaño Bornita
Hierro Calcosina Segregación magmática
Yacimientos hidrotermales; depósitos de placeres
Magnesio Cromita Formaciones bandeadas sedimentarias; segregación magmática

Manganeso Casiterita Yacimientos hidrotermales
Mercurio
Molibdeno Hematites Producto residual de meteorización
Níquel Magnetita Yacimientos hidrotermales
Oro Limonita Yacimientos hidrotermales
Plata Segregación magmática
Magnesita Yacimientos hidrotermales; depósitos de placeres
Platino Dolomita Yacimientos hidrotermales; enriquecimiento por procesos de meteorización
Plomo
Titanio Pirolusita Segregación magmática, depósitos de placeres
Yacimientos hidrotermales
Uranio Cinabrio Segregación magmática; depósitos de placeres

Wolframio Molibdenita Pegmatitas; depósitos sedimentarios

Pentlandita Pegmatitas; yacimientos de metamorfismo de contacto; depósitos de placeres

Oro nativo

Plata nativa
Argentita

Platino nativo

Galena

Ilmenita
Rutilo

Uraninita
(Petchblenda)

Wolframita
Scheelita

Por ejemplo, el cobre constituye alrededor del 0,0135 extracción del cobre por encima del precio de venta. Los
por ciento de la corteza. Sin embargo, para que un material propietarios respondieron sustituyendo un ferrocarril an-
sea considerado una mena de cobre, su concentración en ticuado de 1.000 coches por cintas transportadoras y tu-
ese elemento debe ser unas 50 veces esa cantidad. El alu- berías para transportar la mena y los productos de dese-
minio, por el contrario, representa el 8,13 por ciento de la cho. Esos dispositivos permitieron una reducción del coste
corteza y debe presentarse a una concentración de sólo unas de casi un 30 por ciento y consiguieron que el funciona-
4 veces su porcentaje medio en la corteza para que su ex- miento de la mina volviera a ser provechoso.
tracción resulte rentable.
A lo largo de los años, los geólogos han intentado sa-
Es importante darse cuenta de que la extracción de ber cómo los procesos naturales producen concentracio-
un yacimiento puede resultar lucrativa o perder su renta- nes localizadas de minerales metálicos necesarios. Un he-
bilidad debido a cambios económicos. Si aumenta la de- cho bien establecido es que la aparición de recursos
manda de un metal y los precios se elevan, el estado de un minerales valiosos está estrechamente relacionada con el
depósito previamente no lucrativo cambia, y se convierte ciclo de las rocas. Es decir, los mecanismos que generan
en una mena. El estado de los depósitos no lucrativos pue- rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas, entre ellos
de cambiar también si un avance tecnológico permite la los procesos de meteorización y erosión, desempeñan un
extracción del elemento útil a un coste menor que antes. papel importante en la concentración de elementos útiles.
Esto ocurrió en la mina de cobre localizada en Bingham Además, con el desarrollo de la teoría de la tectónica de
Canyon, Utah, la mayor mina abierta que hay sobre la placas, los geólogos añadieron aún otra herramienta para
Tierra (Recuadro 21.3). La minería se interrumpió aquí en entender los procesos por medio de los cuales una roca se
1985, porque el equipo obsoleto había elevado el coste de transforma en otra.

Recursos minerales y procesos ígneos 611

Recuadro 21.3 Entender la Tierra▲

Bingham Canyon, Utah: la mayor mina de fosa abierta

En Bingham Canyon, una montaña se Como en otros puntos de este cintu- años, los planes prevén la extracción y el
elevaba donde ahora hay una enorme rón, la mena de Canyon Bingham está di- procesamiento de 3.000 millones de to-
fosa. Se trata de la mina a cielo abierto seminada por las rocas ígneas porfiríticas; neladas adicionales de material. Esta ex-
más grande del mundo, la mina de cobre de ahí que se denominen depósitos de cobre cavación artificial, la mayor, ha genera-
de Bingham Canyon, a unos 40 kilóme- porfídico. El depósito se formó después de do la mayoría de la producción mineral
tros al suroeste de Salt Lake City, Utah. la intrusión del magma a profundidades de Utah durante más de 80 años y se ha
El borde mide casi 4 kilómetros de diá- someras. La posterior rotura creó fractu- denominado el «agujero más rico de la
metro y cubre casi 8 kilómetros cuadra- ras extensas en las que penetraron solu- Tierra».
dos. Su profundidad es de 900 metros. Si ciones hidrotermales a partir de las cua-
se construyera una torre de acero en el les las menas precipitaron. Como muchas minas antiguas, la mina
fondo, ¡tendría que ser cinco veces más Bingham no estuvo regulada durante la
alta que la torre Eiffel para alcanzar el Aunque el porcentaje de cobre en la mayor parte de su historia. El desarrollo
borde superior de la fosa! roca es pequeño, el volumen total de co- tuvo lugar antes de que se tuviera la con-
bre es enorme. Desde que empezaron las ciencia actual de los impactos ambientales
Empezó a finales del siglo XIX como operaciones de mina abierta en 1906, se de la actividad minera y antes de la eficaz
una mina subterránea para filones de han retirado unos 4.000 millones de to- legislación ambiental. En la actualidad, los
plata y plomo. Más tarde se descubrió neladas de material, que representan más problemas de contaminación de las aguas
cobre. Se encuentran depósitos simila- de 12 millones de toneladas de cobre. subterráneas y superficiales, la contami-
res en varios puntos del suroeste norte- También se han extraído cantidades sig- nación del aire, los residuos sólidos y pe-
americano y en un cinturón que se ex- nificativas de oro, plata y molibdeno. ligrosos, y la mejora del suelo están reci-
tiende desde el sur de Alaska hasta el biendo en Bingham Canyon la atención
norte de Chile. En la actualidad, la mena está lejos que merecía hace mucho tiempo.
de agotarse. Durante los próximos 25

Recursos minerales y procesos del 70 por ciento de las reservas de platino conocidas
ígneos del mundo.

Algunas de las acumulaciones más importantes de meta- La segregación magmática es también importante
les, como el oro, la plata, el cobre, el mercurio, el plomo, en las últimas etapas del proceso magmático. Esto es par-
el platino y el níquel, son originadas por procesos ígneos ticularmente cierto para los magmas graníticos, en los
(véase Tabla 21.3). Estos recursos minerales, como la ma- cuales el fundido residual puede enriquecerse en elemen-
yoría, son consecuencia de procesos que concentran los tos raros y metales pesados. Más tarde, dado que el agua
elementos deseables en cantidades que hacen económica- y otras sustancias volátiles no cristalizan junto con la masa
mente factible su extracción. del cuerpo magmático, esos fluidos constituyen un eleva-
do porcentaje del fundido durante la fase final de solidifi-
Segregación magmática cación. La cristalización en un ambiente rico en fluidos,
donde se intensifica la migración iónica, produce la for-
Los procesos ígneos que generan algunos de esos de- mación de cristales de varios centímetros o incluso de
pósitos de metales son bastante evidentes. Por ejemplo, unos pocos metros de longitud. Las rocas resultantes, de-
a medida que un gran cuerpo magmático se enfría, los nominadas pegmatitas, están compuestas por estos cris-
minerales densos, que cristalizan primero, tienden a de- tales inusualmente grandes (véase Recuadro 4.1).
positarse en la parte inferior de la cámara magmática.
Este tipo de segregación magmática es particularmen- La mayoría de las pegmatitas son de composición
te activa en los grandes magmas basálticos en los cua- granítica y consisten en cristales grandes de cuarzo, fel-
les a veces se generan cromita (mena de cromo), mag- despato y moscovita. El feldespato se utiliza en la pro-
netita y platino. Capas de cromita, intercalada con otros ducción de cerámica y la moscovita para el aislamiento
minerales densos, se obtienen en depósitos de este tipo eléctrico. Además, las pegmatitas contienen, a menudo,
en el complejo Stillwater de Montana. Otro ejemplo es algunos de los elementos menos abundantes. Por tanto,
el complejo Bushveld, de Sudáfrica, que contiene más además de los silicatos comunes, algunas pegmatitas con-
tienen gemas semipreciosas, como el berilo, el topacio y
la turmalina. Además, a menudo se encuentran minera-
les que contienen los elementos litio, cesio, uranio y las

612 C A P Í T U L O 2 1 Energía y recursos minerales

tierras raras*. La mayoría de las pegmatitas está localiza- casi 200 kilómetros, donde la presión confinante es lo bas-
da dentro de grandes masas ígneas o en forma de diques tante grande como para generar esta forma de alta presión
o venas que cortan la roca de caja que rodea la cámara del carbono. Una vez cristalizados, son transportados hacia
magmática (Figura 21.17). arriba a través de conductos denominados pipas cuyo diá-
metro aumenta hacia la superficie. En las pipas diamantí-
Los magmas no producen pegmatitas en todas las feras, casi todas ellas contienen cristales de diamante que es-
etapas de evolución; ni tampoco todos los magmas tienen tán diseminados en una roca ultramáfica denominada
una composición granítica. Antes bien, algunos magmas kimberlita. Las pipas de kimberlita más productivas se en-
se enriquecen en hierro o, a veces, en cobre. Por ejemplo, cuentran en Sudáfrica. La única fuente equivalente de dia-
en Kirava, Suecia, el magma compuesto por más del 60 mantes de Estados Unidos está localizada cerca de Mur-
por ciento de magnetita solidificó para producir uno de los freesboro, Arkansas; pero este depósito está agotado y en la
depósitos de hierro más grandes del mundo. actualidad se utiliza únicamente como atracción turística.

Diamantes Soluciones hidrotermales

Otro mineral importante desde el punto de vista económi- Entre los yacimientos de menas mejor conocidos y más
co y con origen ígneo es el diamante. Aunque mejor cono- importantes se encuentran los generados por las solucio-
cidos como gemas, los diamantes se utilizan mucho como nes hidrotermales (agua caliente). Incluidos en este gru-
abrasivos. Los diamantes se originan a profundidades de po se encuentran los depósitos de oro de la mina Homes-
take, en Dakota del Sur; las menas de plomo, cinc y plata
* Las tierras raras son un grupo de 15 elementos (números atómicos cerca de Coeur d’Alene, Idaho; los depósitos de plata de
comprendidos entre el 57 y el 71) que poseen propiedades semejantes. Comstock Lode, en Nevada, y las menas de cobre de la
Son catalizadores útiles para el refinado del petróleo y se utilizan para península de Keweenaw, en Michigan (Figura 21.18).
mejorar la retención del color en los tubos de imagen de la televisión.

▲ Figura 21.17 Ilustración que representa
la relación entre un cuerpo ígneo y los
yacimientos hidrotermales y de pegmatita
asociados.

Géiser

Falla Yacimientos
filonianos
Yacimientos
hidrotermales hidrotermales
diseminados

Yacimientos
de pegmatita

Plutón
ígneo

Recursos minerales y procesos metamórficos 613

▲ Figura 21.18 El cobre nativo de la península Keweenaw, al área del Parque Nacional Yellowstone es un ejemplo mo-
norte de Michigan, es un ejemplo excelente de yacimiento derno de una situación de este tipo. Cuando el agua sub-
hidrotermal. Hubo una época en que esta área constituyó una terránea invade una zona de actividad ígnea reciente, su
importante fuente de cobre, pero en la actualidad está muy temperatura aumenta, intensificando en gran medida su
agotada. (Foto de E. J. Tarbuck.) capacidad para disolver minerales. Esas aguas calientes
migratorias extraen los iones metálicos de las rocas ígne-
La mayoría de los depósitos hidrotermales se origi- as intrusivas y los transportan hacia arriba donde pueden
na a partir de fluidos calientes ricos en metales que son res- depositarse como un cuerpo de mena. Dependiendo de las
tos de procesos magmáticos en estadios tardíos. Durante condiciones, las acumulaciones resultantes pueden apare-
la solidificación, se acumulan líquidos, más diversos iones cer como depósitos filonianos, depósitos diseminados o,
metálicos, cerca de la parte superior de la cámara magmá- en los lugares donde las soluciones hidrotermales alcan-
tica. Debido a su movilidad, estas soluciones ricas en io- zan la superficie en forma de géiseres o manantiales ca-
nes pueden migrar grandes distancias a través de las rocas lientes, como depósitos superficiales.
circundantes antes de ser finalmente depositados, gene-
ralmente como sulfuros de varios metales (Figura 21.17). Con el desarrollo de la teoría de la tectónica de pla-
Algunos de estos fluidos se mueven a lo largo de abertu- cas resulta claro que algunos depósitos hidrotermales se
ras, como fracturas o planos de estratificación, donde se originaron a lo largo de antiguas dorsales oceánicas. Un
enfrían y precipitan las menas metálicas para producir de- ejemplo bien conocido se encuentra en la isla de Chipre,
pósitos filonianos. La mayoría de los depósitos rentables donde se ha estado extrayendo cobre en minas durante
de oro, plata y mercurio se producen como depósitos fi- más de 4.000 años. Aparentemente esos depósitos repre-
lonianos hidrotermales. sentan menas que se formaron en un centro de expansión
de un antiguo fondo oceánico.
Otro tipo importante de acumulación generada por
la actividad hidrotermal se denomina depósitos disemi- Desde mediados de los años setenta, se han detec-
nados. En vez de concentrarse en venas estrechas y di- tado depósitos de sulfuros ricos en metales y fuentes ter-
ques, estas menas se distribuyen en forma de pequeñas males en diversos lugares, incluidas áreas de estudio situa-
acumulaciones dispersas en la masa rocosa. La mayor par- das a lo largo de la dorsal del Pacífico oeste y la dorsal de
te del cobre mundial se extrae a partir de depósitos dise- Juan de Fuca. Los depósitos se están formando allí don-
minados, entre ellos los situados en Chuquicamata, Chi- de el agua marina caliente, rica en metales y azufre disuel-
le, y la enorme mina de cobre Bingham Canyon, en Utah tos, brota del fondo del océano en forma de nubes llenas
(véase Recuadro 21.2). Dado que esas acumulaciones con- de partículas denominadas fumarolas hidrotermales. Como
tienen sólo del 0,4 al 0,8 por ciento de cobre, deben ex- se muestra en la Figura 21.19, el agua del mar se infiltra
traerse entre 125 y 250 kilogramos para conseguir un ki- en la corteza oceánica caliente a lo largo de los flancos de
logramo de metal recuperado. El impacto ambiental de la dorsal. Conforme el agua atraviesa el material recién
esas grandes excavaciones, incluido el problema de la eli- formado, se calienta y reacciona químicamente con el ba-
minación de los residuos, es significativo. salto, extrayendo y transportando azufre, hierro, cobre y
otros metales. Cerca del eje de la dorsal, el fluido calien-
Algunos depósitos hidrotermales se han generado te rico en metales se eleva a lo largo de las fallas. Tras al-
por la circulación de aguas subterráneas en regiones don- canzar el suelo del océano, el líquido arrojado se mezcla
de el magma estaba emplazado cerca de la superficie. El con el agua fría del mar y los sulfuros precipitan para for-
mar depósitos de sulfuros masivos.

Recursos minerales y procesos
metamórficos

El papel del metamorfismo en la formación de yacimien-
tos minerales suele ligarse a los procesos ígneos. Por ejem-
plo, muchos de los depósitos de menas metamórficas más
importantes se producen mediante metamorfismo de con-
tacto. La roca de caja es recristalizada y alterada química-
mente por el calor, la presión y las soluciones hidroter-
males que emanan de un cuerpo ígneo en intrusión. El
grado de alteración de la roca de caja depende de su na-
turaleza así como de la masa ígnea que haga intrusión.

▲614 C A P Í T U L O 2 1 Energía y recursos minerales Fumarolas
hidrotermales
Figura 21.19 Pueden producirse
depósitos de sulfuros masivos como Depósitos
consecuencia de la circulación del agua de de sulfuros
mar a través de la corteza oceánica a lo
largo de centros de expansión activos. A Infiltración
medida que el agua del mar se infiltra en la de agua fría
corteza basáltica caliente, lixivia azufre,
hierro, cobre y otros metales. El fluido de mar
enriquecido y caliente vuelve al fondo del
mar cerca del eje de la dorsal a lo largo de
las fallas y las fracturas. Algunos sulfuros
metálicos pueden precipitar en esos canales
a medida que el fluido ascendente empieza
a enfriarse. Cuando el líquido caliente
emerge del fondo del océano y se mezcla
con el agua fría del mar, los sulfuros
precipitan para formar depósitos masivos.

Cámara
magmática
(fuente de calor)

Algunos materiales resistentes, como las areniscas los sedimentos que se han acumulado en los márgenes
ricas en cuarzo, pueden mostrar muy poca alteración, continentales, son transportados a grandes profundidades.
mientras que otros, entre ellos las calizas, pueden exhibir En estos ambientes de alta temperatura y presión se alte-
los efectos del metamorfismo durante varios kilómetros ran la mineralogía y la textura de los materiales subduci-
desde el plutón ígneo. A medida que los fluidos calientes dos, originando depósitos de minerales no metálicos como
ricos en iones atraviesan la caliza, tienen lugar reacciones el talco y el grafito.
químicas que producen minerales útiles, como el granate
y el corindón. Además, esas reacciones liberan dióxido de Meteorización y yacimientos
carbono, que facilita en gran medida la migración ascen- de menas
dente de los iones metálicos. Por tanto, extensas aureolas
de depósitos ricos en metales, frecuentemente, rodean los La meteorización crea muchos depósitos minerales im-
plutones ígneos que han invadido los estratos de caliza. portantes concentrando cantidades pequeñas de metales,
que están dispersos a través de la roca no meteorizada, en
Los minerales metálicos más comunes asociados con cantidades económicamente valiosas. Dicha transforma-
el metamorfismo de contacto son la esfalerita (cinc), la ga- ción se denomina a menudo enriquecimiento secun-
lena (plomo), la calcopirita (cobre), la magnetita (hierro) y dario y tiene lugar de dos formas. En una situación, la
la bornita (cobre). Los depósitos de menas hidrotermales meteorización química asociada con las aguas de perco-
pueden estar diseminados a lo largo de la zona alterada o lación descendente, elimina los materiales indeseables de
existir como masas concentradas localizadas cerca del cuer- la roca en descomposición, dejando los elementos dese-
po intrusivo o en la periferia de la zona metamórfica. ables enriquecidos en la zona superior del suelo. La otra
forma es básicamente la opuesta de la primera. Es decir,
El metamorfismo regional puede generar también
depósitos minerales útiles. Recordemos que, en los bor-
des de placa convergentes, la corteza oceánica, junto con

Depósitos de placeres 615

los elementos deseables que se encuentran en bajo con- Otros depósitos
tenido cerca de la superficie son extraídos y transporta-
dos a zonas inferiores, donde se concentran. Muchos depósitos de cobre y plata se originan cuando los
procesos de meteorización concentran los metales que es-
Bauxita tán depositados a través de una mena primaria de bajo gra-
do. Normalmente, dicho enriquecimiento se produce en
La formación de bauxita, la mena principal de aluminio, depósitos que contienen pirita (FeS2), el sulfuro más co-
es un ejemplo importante de una mena creada como con- mún y generalizado. La pirita es importante porque, cuan-
secuencia de enriquecimiento mediante procesos de me- do es meteorizada químicamente, forma ácido sulfúrico,
teorización (Figura 21.20). Aunque el aluminio es el ter- que permite la disolución de los metales de la mena por
cer elemento más abundante sobre la corteza terrestre, no las aguas de percolación. Una vez disueltos, los metales
es común encontrar concentraciones económicamente va- migran gradualmente hacia abajo a través de la mena pri-
liosas de este importante metal, porque la mayor parte del maria hasta que precipitan. El depósito tiene lugar debi-
aluminio aparece en los silicatos de los que es extremada- do a los cambios químicos que se producen en la solución
mente difícil extraer. cuando alcanza la zona de aguas subterráneas (zona deba-
jo de la superficie donde todos los espacios porosos están
La bauxita se forma en los climas tropicales lluvio- ocupados por agua). De esta manera, el pequeño porcen-
sos, en asociación con las lateritas. (De hecho, a veces se taje de metal disperso puede eliminarse de un gran volu-
hace referencia a la bauxita como la laterita de aluminio.) men de roca y volver a depositarse en forma de una mena
Cuando la roca madre rica en aluminio se ve sometida a de grado más alto en un volumen de roca menor.
la meteorización química intensa y prolongada de los tró-
picos, la mayor parte de los elementos comunes, entre Este proceso de enriquecimiento es responsable del
ellos el calcio, el sodio y el silicio, son eliminados por li- éxito económico de muchos depósitos de cobre, entre
xiviación. Dado que el aluminio es extremadamente inso- ellos uno localizado en Miami, Arizona. Aquí la mena au-
luble, se concentra en el suelo como bauxita, un óxido de mentó su valor desde menos de un 1 por ciento de conte-
aluminio hidratado. Por tanto, la formación de bauxita de- nido en cobre, en el depósito primario, hasta un 5 por
pende tanto de las condiciones climáticas, en las que la ciento en algunas zonas localizadas de enriquecimiento.
meteorización química y la lixiviación son intensas, como Cuando la pirita experimenta meteorización (se oxida)
de la presencia de una roca madre rica en aluminio. Tam- cerca de la superficie, quedan restos de óxido de hierro. La
bién en suelos lateríticos se encuentran depósitos impor- presencia de esas masas herrumbrosas en la superficie in-
tantes de níquel y cobalto que se desarrollan a partir de ro- dica la posibilidad de que haya una mena enriquecida de-
cas ígneas ricas en silicatos ferromagnesianos. bajo, y esto representa una evidencia visual para los pros-
pectores.
▲ Figura 21.20 La bauxita es la mena de aluminio y se forma
como consecuencia de procesos de meteorización bajo Depósitos de placeres
condiciones tropicales. Su color oscila entre el rojo o el marrón y el
casi blanco. (Foto de E. J. Tarbuck.) La selección origina normalmente que granos de tama-
ño similar se depositen juntos. Sin embargo, también se
produce selección en función del peso específico de las
partículas. Este último tipo de selección es el responsa-
ble de la creación de los depósitos de placeres, que son
depósitos formados cuando los minerales pesados son
concentrados mecánicamente por las corrientes. Los de-
pósitos de placeres asociados con corrientes de agua se
cuentan entre los más comunes y mejor conocidos, pero
la acción selectiva de las olas también puede crear depó-
sitos de placeres a lo largo de la costa. Estos yacimientos
contienen normalmente minerales que no son sólo pesa-
dos, sino que también son duraderos (para resistir la des-
trucción física durante el transporte) y resistentes desde
el punto de vista químico (para soportar los procesos de
meteorización). Los depósitos de placeres se forman por-
que muchos minerales pesados se depositan rápidamen-
te desde una corriente, mientras que las partículas menos

616 C A P Í T U L O 2 1 Energía y recursos minerales

densas permanecen en suspensión y son transportadas. En algunos casos, si puede localizarse la roca madre
Entre los lugares habituales de acumulación se cuentan de un depósito de tipo placer, también puede convertirse
las barras de meandro, en los interiores de los mean- en una mena importante. Siguiendo los depósitos de pla-
dros, así como las grietas, las depresiones y otras irregu- ceres corriente arriba, a veces pueden localizarse los de-
laridades en los lechos de los ríos. pósitos originales. Así fue como se encontraron los filones
de oro del Mother Lode en el batolito de la Sierra Neva-
Existen muchos depósitos de placeres económica- da de California, así como las famosas minas de diaman-
mente importantes; los más conocidos son las acumula- tes Kimberly de Sudáfrica. Los depósitos de placeres se
ciones de oro. De hecho, fueron los depósitos de placeres descubrieron primero; su fuente algo más tarde.
descubiertos en 1848 los que indujeron la famosa fiebre
del oro californiana. Años después, depósitos similares Recursos minerales no metálicos
crearon otra fiebre en Alaska. La búsqueda de oro lavan-
do la arena y la grava en una cazuela plana para concen- Los materiales de la Tierra que no se utilizan como com-
trar el fino «polvo» en el fondo fue el método habitual uti- bustibles ni se procesan debido a los metales que contienen
lizado por los primeros prospectores para recuperar el se suelen denominar recursos minerales no metálicos.
metal precioso, siendo un proceso similar al que creó los Nótese que el uso de la palabra «mineral» es muy amplio
depósitos de placeres. en este contexto económico, y es bastante diferente de la
definición geológica estricta de mineral estudiada en el Ca-
Además del oro, otros minerales pesados y resisten- pítulo 3. Los recursos minerales no metálicos se extraen y
tes forman depósitos de placeres. Entre ellos se cuentan se procesan por los elementos no metálicos que contienen
el platino, los diamantes y el estaño. Los Urales contienen o por las propiedades químicas y físicas que poseen.
depósitos de placeres ricos en platino, y son fuentes im-
portantes de diamantes en Sudáfrica. Porciones impor- A menudo, no nos damos cuenta de la importancia de
tantes del suministro mundial de casiterita, la mena prin- los minerales no metálicos, porque se consideran sólo los
cipal de estaño, se han obtenido a partir de depósitos de productos que resultaron de su utilización y no los mine-
placeres en Malasia e Indonesia. La casiterita suele estar rales en sí mismos. Es decir, muchos minerales no metáli-
diseminada en rocas ígneas graníticas. En este estado, el cos se utilizan en el proceso de creación de otros productos.
mineral no está lo bastante concentrado como para ser ex- Son ejemplos la fluorita y la caliza, que forman parte del
traído con provecho. Sin embargo, a medida que se di- proceso de fabricación del acero, los abrasivos necesarios
suelve y se desintegra la roca que la encierra, quedan li- para fabricar una pieza de maquinaria y los fertilizantes ne-
bres los granos de casiterita, pesados y resistentes. Por cesarios para el crecimiento de una cosecha (Tabla 21.4).
último, las partículas liberadas alcanzan una corriente de
agua donde crean depósitos de placeres estando significa- Las cantidades de minerales no metálicos utilizados
tivamente más concentrados que en el depósito original. cada año son enormes. Un vistazo a la Figura 21.1 nos re-
Circunstancias y acontecimientos similares son comunes cuerda que el consumo per capita de recursos no combus-
para muchos minerales que se obtienen de depósitos de tibles en Estados Unidos constituye un total de cerca de 10
placeres. toneladas métricas, de las cuales alrededor del 94 por cien-
to son no metálicos. Los recursos minerales no metálicos
?A VECES LOS ALUMNOS se dividen normalmente en dos amplios grupos: materiales
P R E G U N TA N de construcción y minerales industriales. Dado que algunas
sustancias tienen muchos usos diferentes, se encuentran en
¿Qué tamaño tenía la mayor pepita de oro jamás las dos categorías. La caliza, quizá la roca más versátil y uti-
lizada de todas, es el mejor ejemplo. Como material de
descubierta? construcción, se utiliza no sólo como material aglomeran-
te y piedra de construcción, sino también para fabricar el
La mayor pepita de oro jamás descubierta fue la pepita Wel- cemento. Además, como mineral industrial, la caliza es un
come Stranger, encontrada en 1869 como un depósito de ingrediente en la fabricación del acero y se utiliza en la
placer en la región minera de extracción de oro de Victoria, agricultura para neutralizar los suelos.
Australia. Pesaba 95 kilogramos y, a los precios actuales del
oro, valía más de 700.000 dólares. La mayor pepita de oro que Materiales de construcción
se sabe que todavía existe en la actualidad es la pepita Hand of
Faith, que se encontró en 1975 cerca de Wedderburn, Victo- Los áridos naturales consisten en roca triturada, arena y
ria, Australia. Se encontró con un detector de metales y pesa grava. Desde el punto de vista de la cantidad y de su valor,
33 kilogramos. Vendida en 1982, se exhibe ahora en el casino los áridos son un material de construcción muy importante.
Golden Nugget de Las Vegas, Nevada.

Recursos minerales no metálicos 617

Tabla 21.4 Lugares donde aparecen y usos de los minerales no metálicos

Mineral Usos Lugares de aparición

Apatito Fertilizantes fosfatados Depósitos sedimentarios
Asbestos Fibras incombustibles Alteración metamórfica
Azufre Productos químicos; fabricación de fertilizantes Depósitos sedimentarios; yacimientos hidrotermales
Calcita Agregados; fabricación del acero; acondicionamiento Depósitos sedimentarios

Corindón del suelo; productos químicos; cemento; piedra Yacimientos metamórficos
Cuarzo de construcción Intrusiones ígneas; depósitos sedimentarios
Diamante Gemas; abrasivos Pipas de kimberlita; depósitos de placeres
Fluorita Ingrediente principal del vidrio Yacimientos hidrotermales
Gemas; abrasivos
Grafito Fabricación de acero; purificación del aluminio; vidrio; Yacimientos metamórficos
Granate productos químicos Yacimientos metamórficos
Halita Mina de los lápices; lubricantes; refractarios Depósitos de evaporitas; domos de sal
Minerales de la arcilla Abrasivos; gemas Producto residual de la meteorización
Moscovita Sal de mesa; productos químicos; control del hielo Pegmatitas
Silvina Cerámica; porcelana Depósitos de evaporitas
Talco Aislante en aplicaciones eléctricas Yacimientos metamórficos
Yeso Fertilizantes de potasio Depósitos de evaporitas
Polvo utilizado en las pinturas, los cosméticos, etc.
Yeso blanco

Estados Unidos produce casi 2.000 millones de toneladas Minerales industriales
de áridos por año, lo que representa alrededor de la mitad
del volumen minero no energético total del país. Se pro- Muchos recursos no metálicos se clasifican como minera-
duce comercialmente en todos los estados y se utiliza casi en les industriales. En algunos casos, estos materiales son
todo tipo de construcción de edificios y en la mayoría de los importantes, porque son fuente de elementos químicos o
proyectos de obras públicas. compuestos específicos. Dichos minerales se utilizan en la
fabricación de productos químicos y en la producción de
Además de los áridos, otros importantes materiales fertilizantes. En otros casos, su importancia está relacio-
de construcción son el yeso para argamasa y recubri- nada con las propiedades físicas que muestran. Son ejem-
miento de paredes, la arcilla para los ladrillos y las tejas, y plos minerales el corindón y el granate, que se utilizan
el cemento, que está hecho de caliza y arcilla. El cemen- como abrasivos. Aunque los suministros son abundantes,
to y los áridos se reúnen en el hormigón, un material que la mayoría de los minerales industriales no son tan abun-
es esencial prácticamente para todo tipo de construccio- dantes como los materiales de construcción. Además, la
nes. Los áridos proporcionan al hormigón su fuerza y su extensión y la distribución de los depósitos están mucho
volumen, y el cemento une la mezcla dando una sustan- más restringidas. Como consecuencia, muchos de esos re-
cia similar a una roca dura. Tan sólo 2 kilómetros de au- cursos no metálicos deben transportarse a distancias con-
topista precisan más de 85 toneladas métricas de áridos. A siderables, que, por supuesto, incrementan su coste. A di-
una menor escala, se necesitan 90 toneladas de áridos sim- ferencia de la mayoría de los materiales de construcción,
plemente para construir una casa media de 6 habitaciones. que necesitan un mínimo de tratamiento antes de estar lis-
tos para usarse, muchos minerales industriales precisan un
Dado que la mayoría de los materiales de construc- considerable procesamiento para extraer la sustancia de-
ción están ampliamente distribuidos y presentes en can- seada en el grado de pureza adecuado necesario para su
tidades casi ilimitadas, tienen poco valor intrínseco. Su va- utilización final.
lor económico surge sólo después de que los materiales
han sido extraídos del terreno y procesados. Dado que su Fertilizantes El crecimiento de la población mundial, que
valor por tonelada, en comparación con los metales y los se dirige hacia los 7.000 millones, exige que la producción
minerales industriales, es bajo, las operaciones de mine- de cosechas alimentarias básicas siga aumentando. Por
ría y excavación se realizan normalmente para satisfacer las tanto, los fertilizantes, sobre todo los compuestos de ni-
necesidades locales. Excepto para los tipos especiales de trato, fosfato y potasio, son extremadamente importantes
rocas ornamentales utilizadas para los edificios y los mo- para la agricultura. La industria de nitratos sintéticos, que
numentos, los costes de transporte limitan en gran medi- deriva del nitrógeno atmosférico, es la fuente de práctica-
da las distancias a que pueden moverse los materiales de mente todos los fertilizantes nitrogenados del mundo. La
construcción.

618 C A P Í T U L O 2 1 Energía y recursos minerales

fuente principal de fósforo y de potasio, sin embargo, si- azufre extraído del carbón, el petróleo y el gas natural,
gue siendo la corteza terrestre. El mineral apatito es la para conseguir que esos combustibles sean menos conta-
fuente primaria de fosfatos. En Estados Unidos, la mayor minantes.
producción procede de los depósitos sedimentarios mari-
nos de Florida y Carolina del Norte (Figura 21.21). Aun- Sal La sal común, conocida por el mineral denominado
que el potasio es un elemento abundante en muchos mine- halita es otro recurso versátil e importante. Se cuenta en-
rales, las principales fuentes comerciales son los depósitos tre los minerales no metálicos más destacados utilizados
de evaporitas que contienen el mineral silvina. En Estados como materia prima en la industria química. Además, se
Unidos, los depósitos que hay cerca de Carlsbad, Nuevo utilizan grandes cantidades para «ablandar» el agua y para
México, han sido especialmente importantes. eliminar el hielo de las calles y las carreteras. Por supues-
to, todos nosotros sabemos que es también un nutriente
Azufre Debido a sus diversos usos, el azufre es un im- básico y parte de muchos productos alimenticios.
portante recurso no metálico. De hecho, la cantidad de
azufre utilizada se considera un índice del nivel de indus- La sal es una roca evaporítica común que se explo-
trialización de un país. Más del 80 por ciento se utiliza ta en potentes depósitos utilizando técnicas de minería
para la producción de ácido sulfúrico. Aunque su uso prin- subterránea. Los depósitos subsuperficiales se explotan
cipal es la fabricación de fosfatos para fertilizantes, el áci- también utilizando pozos de salmuera en los cuales se in-
do sulfúrico tiene además un sinfín de otras aplicaciones. troduce una tubería en un depósito de sal y se inyecta
Entre sus fuentes se cuentan los depósitos de azufre nati- agua hacia el interior. La sal disuelta por el agua es extra-
vo asociados con domos de sal y áreas volcánicas, así como ída a la superficie a través de una segunda tubería. Además,
los sulfuros de hierro común, como la pirita. En los últi- el agua de mar sigue sirviendo como fuente de sal, igual
mos años una fuente cada vez más importante ha sido el que ha ocurrido durante siglos. La sal se recoge después
de que el sol evapora el agua.
Figura 21.21 Gran mina de fosfatos a
▲cielo abierto en Florida. El mineral apatito,
portador de fósforo, es un fosfato de calcio
asociado con los huesos y los dientes. Los
peces y otros organismos marinos extraen
fosfato del agua marina y forman apatito.
Estos depósitos sedimentarios están
asociados con el fondo de un mar somero.
(Foto de C. Davidson/Comstock.)

Resumen

• Los recursos renovables pueden recuperarse en lapsos de tales como el cobre y el oro. Una población mundial
tiempo relativamente cortos. Son ejemplos de ellos las en crecimiento rápido y el deseo de un mejor nivel de
fibras naturales para la ropa, y los árboles para la ob- vida hace que los recursos no renovables se agoten a
tención de madera. Los recursos no renovables se forman un ritmo creciente.
tan despacio que, desde un punto de vista humano, la
Tierra contiene suministros fijos. Son ejemplos los • El carbón, el petróleo y el gas natural, los combustibles fósi-
combustibles como el carbón y el petróleo, y los me- les de nuestra economía moderna, están todos asociados

Resumen 619

con las rocas sedimentarias. El carbón se origina a par- • Alrededor del 85 por ciento de nuestra energía se de-
tir de grandes cantidades de restos vegetales que se riva de los combustibles fósiles. En Estados Unidos,
acumulan en un ambiente empobrecido en oxígeno, las fuentes de energía alternativa más importantes
como un pantano. Más del 70 por ciento del carbón que son la energía nuclear y la energía hidroeléctrica. Otras
se utiliza en la actualidad es para la generación de elec- fuentes de energía alternativas son localmente im-
tricidad. La contaminación atmosférica producida por portantes, pero en conjunto proporcionan aproxima-
los gases de óxido de azufre que se forman por la com- damente el 1 por ciento de la demanda energética de
bustión de la mayoría de los tipos de carbón constituye Estados Unidos. Entre ellas se cuentan la energía so-
un problema ambiental destacable. lar, la energía geotérmica, la energía eólica y la energía
mareal.
• El petróleo y el gas natural, que aparecen normal-
mente juntos en los poros de algunas rocas sedimen- • Los recursos minerales son el conjunto de minerales
tarias, consisten en mezclas de diversos hidrocarburos útiles disponibles comercialmente. Estos recursos
(compuestos de hidrógeno y de carbono). La forma- abarcan los depósitos ya identificados a partir de los
ción del petróleo está asociada con la acumulación de cuales pueden extraerse lucrativamente minerales, de-
sedimentos en áreas oceánicas ricas en restos anima- nominándose reservas, así como los depósitos conoci-
les y vegetales que son enterrados y aislados en un en- dos que no son todavía económica ni tecnológica-
torno deficitario en oxígeno. A medida que el petró- mente recuperables. Los depósitos que se supone que
leo y el gas natural se forman, migran y se acumulan existen, pero todavía no se han descubierto, se consi-
en capas permeables adyacentes, como las areniscas. Si deran también recursos minerales. El término mena se
un estrato de roca impermeable, a la que se denomi- utiliza para indicar esos minerales metálicos útiles que
na roca de tapa, interrumpe la migración ascendente se pueden ser explotados para obtener beneficio, así
desarrolla un ambiente geológico que permite la acu- como algunos minerales no metálicos, como la fluo-
mulación de cantidades económicamente significati- rita y el azufre, que contienen sustancias útiles.
vas de petróleo y gas bajo tierra, denominada trampa
petrolífera. Las dos condiciones básicas comunes para • Algunas de las acumulaciones más importantes de me-
todas las trampas petrolíferas son: (1) una roca alma- tales, como el oro, la plata, el plomo y el cobre, son ge-
cén porosa y permeable que suministrará petróleo, gas neradas por procesos ígneos. Los depósitos de mena
natural, o las dos cosas, en cantidades suficientes, y (2) más importantes y mejor conocidos son generados a
una roca de tapa impermeable. partir de soluciones hidrotermales (agua caliente). Los
depósitos hidrotermales se originan a partir de fluidos
• Entre los problemas ambientales asociados con la calientes ricos en metales que son restos de procesos
combustión de los combustibles fósiles se cuentan la magmáticos en etapas tardías. Esas soluciones ricas en
contaminación atmosférica y el calentamiento global. iones se mueven a lo largo de fracturas o de planos de
Los contaminantes primarios emitidos por fuentes como estratificación, se enfrían y precipitan los iones metá-
los vehículos de motor pueden reaccionar en la at- licos para originar depósitos filonianos. En un depósito di-
mósfera para producir los contaminantes secundarios seminado (por ejemplo, muchos de los depósitos de
que constituyen el smog urbano. La combustión de cobre del mundo) las menas de las soluciones hidro-
los combustibles fósiles es una de las maneras me- termales se distribuyen en forma de pequeñas masas
diante las cuales los seres humanos están incremen- por toda la masa rocosa.
tando el contenido de dióxido de carbono en la at-
mósfera. Mayores cantidades de este gas absorbente • Muchos de los depósitos de menas metamórficos más
de calor inducirían un calentamiento global. importantes se producen mediante metamorfismo de
contacto. Extensas aureolas de depósitos ricos en me-
• Cuando los recursos petrolíferos convencionales ya no tales rodean habitualmente los cuerpos ígneos donde
sean adecuados, las arenas asfálticas y las lutitas bitumi- los iones han invadido estratos de calizas. Los mine-
nosas pueden sustituirlos. En la actualidad, las arenas as- rales metálicos más comunes asociados con el meta-
fálticas de la provincia de Alberta originan alrededor del morfismo de contacto son la esfalerita (cinc), la gale-
15 por ciento de la producción petrolífera de Canadá. na (plomo), la calcopirita (cobre), la magnetita (hierro)
La producción de petróleo a partir de las lutitas bitu- y la bornita (cobre). De importancia económica simi-
minosas en la actualidad es antieconómica. La produc- lar son las propias rocas metamórficas. En muchas re-
ción de petróleo de las arenas asfálticas y lutitas bitu- giones, la pizarra, el mármol y la cuarcita se extraen
minosas tiene importantes inconvenientes ambientales. para diversos tipos de construcción.

620 C A P Í T U L O 2 1 Energía y recursos minerales

• La meteorización crea yacimientos de menas me- plata se producen cuando los procesos de meteoriza-
diante la concentración de metales en depósitos eco- ción concentran los metales que estuvieron inicial-
nómicamente valiosos. El proceso, frecuentemente mente dispersos en una mena primaria de bajo grado.
denominado enriquecimiento secundario, se lleva a cabo:
(1) por extracción de los materiales indeseables, de- • Los materiales de la Tierra que no se utilizan como
jando los elementos deseados enriquecidos en las zo- combustibles ni se procesan por los metales que con-
nas superiores del suelo, (2) por eliminación y trans- tienen se denominan recursos no metálicos. Muchos son
porte de los elementos deseables a zonas inferiores, sedimentos o rocas sedimentarias. Los dos grupos
donde se depositan y se concentran. La bauxita, la grandes de recursos no metálicos son los materiales de
mena principal de aluminio, se ha formado como re- construcción y los minerales industriales. La caliza, qui-
sultado del enriquecimiento mediante procesos de zá la roca más versátil y utilizada de todas, se encuen-
meteorización. Además, muchos depósitos de cobre y tra en ambos grupos.

Preguntas de repaso

1. Compare los recursos renovables con los no reno- 12. ¿Se considera la energía geotérmica una fuente de
vables. Dé uno o más ejemplos de cada uno. energía inagotable? Explíquelo.

2. ¿Qué población mundial se calcula para el año 13. ¿Qué ventajas ofrece la producción de energía ma-
2015? ¿Cómo se compara esto con las cifras de 1930 real? ¿Es probable que las mareas proporcionen
y de 1975? ¿Está creciendo la demanda de recursos siempre una parte significativa de los requerimien-
tan deprisa como la población? tos de energía eléctrica mundiales?

3. Más del 70 por ciento de la utilización actual del 14. Compare recurso con reserva.
carbón se emplea ¿para qué propósito?
15. ¿Qué podría hacer que un depósito mineral no con-
4. Describa dos impactos de la combustión de los siderado como mena fuera reclasificado como
combustibles fósiles sobre el ambiente atmosfé- mena?
rico.
16. Nombre dos tipos generales de yacimientos hidro-
5. ¿Qué es una trampa petrolífera? Enumere dos con- termales.
diciones comunes para todas las trampas petrolí-
feras. 17. Los yacimientos de menas metamórficas están rela-
cionados a menudo con procesos ígneos. Propor-
6. Enumere dos desventajas asociadas con el procesa- cione un ejemplo.
miento de las arenas asfálticas recuperadas median-
te minería de superficie. 18. Nombre la mena principal de aluminio y describa su
formación.
7. Estados Unidos tiene enormes depósitos de lutitas
bituminosas, pero no produce petróleo de ellos de 19. Una zona con color de herrumbre de óxido de hie-
manera comercial. Explíquelo. rro en la superficie puede indicar la presencia de un
depósito de cobre en profundidad. Explíquelo bre-
8. ¿Cuál es el combustible principal para los reactores vemente.
de fisión nuclear?
20. Describa brevemente cómo los minerales se acu-
9. Enumere dos obstáculos que han impedido el desa- mulan en depósitos de placeres. Enumere cuatro
rrollo de la energía nuclear como fuente de energía minerales que se obtienen de estos depósitos.
principal.
21. ¿Cuál es mayor, el consumo per capita de recursos
10. Describa brevemente dos métodos mediante los metálicos o el de recursos no metálicos?
cuales la energía solar podría utilizarse para produ-
cir electricidad. 22. Los recursos no metálicos suelen dividirse en dos
grandes grupos. Nombre los dos grupos y algunos
11. Explique por qué no duran indefinidamente las pre- ejemplos de materiales que pertenezcan a cada uno.
sas construidas para generar energía eléctrica. ¿Qué grupo está más ampliamente distribuido?

Recursos de la web 621

Términos fundamentales

combustible fósil energía hidroeléctrica recurso mineral reserva
depósito de placeres enriquecimiento secundario recurso mineral no roca almacén
depósito diseminado fisión nuclear roca de tapa impermeable
depósito filoniano mena metálico solución hidrotermal
energía geotérmica pegmatita recurso no renovable trampa petrolífera
recurso renovable

Recursos de la web

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CAPÍTULO 22

Geología planetaria

Los planetas: una visión de conjunto Venus, el planeta velado
Marte, el planeta rojo
El interior de los planetas Júpiter, el señor del cielo
Las atmósferas de los planetas Saturno, el planeta elegante
Urano y Neptuno, los gemelos
La Luna Plutón, el planeta X

La superficie lunar Cuerpos menores del Sistema Solar
Historia lunar
Asteroides: microplanetas
Los planetas: características Cometas
generales Meteoritos

Mercurio, el planeta más interno

623

624 C A P Í T U L O 2 2 Geología planetaria

Cuando el ser humano comprendió por primera vez te. Los planetas, en orden desde el Sol, son: Mercurio, Ve-
que los planetas eran más parecidos a la Tierra que nus, la Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y
a las estrellas, creció una gran agitación. ¿Podría ha- Plutón (Figura 22.1).
ber vida inteligente en estos planetas o en cualquier otro lu-
gar del universo? La exploración espacial ha reavivado este Bajo el control de la fuerza gravitatoria del Sol, cada
interés. Hasta la fecha no se han encontrado pruebas de planeta mantiene una órbita elíptica y todos ellos viajan en la
vida extraterrestre en nuestro Sistema Solar. Sin embargo, misma dirección. El planeta más próximo al Sol, Mercurio, tie-
estudiamos los otros planetas para poder conocer cómo se ne el movimiento orbital más rápido, 48 kilómetros por se-
formó nuestro planeta y su historia inicial. Las recientes ex- gundo, y el período de revolución alrededor del Sol más cor-
ploraciones espaciales se han organizado teniendo este ob- to, 88 días terrestres. Por el contrario, el planeta más distante,
jetivo en la mente. Hasta la fecha, las sondas espaciales han Plutón, tiene una velocidad orbital de 5 kilómetros por se-
explorado Mercurio, Venus, Marte, Júpiter, Saturno, Urano gundo y necesita 248 años terrestres para completar una re-
y Neptuno. volución.

El Sol es el centro de un enorme sistema de rotación Imaginemos una órbita dibujada en una hoja de papel.
que consta de nueve planetas, sus satélites y numerosos as- El papel representa el plano orbital del planeta. Los planos or-
teroides, cometas y meteoritos, pequeños pero interesan- bitales de siete planetas se encuentran inclinados en un in-
tes. Se calcula que un 99,85 por ciento de la masa de nues- tervalo de 3 grados con respecto al plano del ecuador solar.
tro Sistema Solar está representado por el Sol. El conjunto Los otros dos, el más próximo al Sol y el más distante, Mer-
de los planetas constituye más del 0,15 por ciento restan- curio y Plutón, están inclinados 7 y 17 grados, respectiva-
mente.

Cinturón de Kuiper

Plutón

Neptuno

Urano

Cinturón de asteroides
Tierra Sol Mercurio Venus

Marte

Júpiter

Saturno

PN M
V
T SOL
U S JM

▲ Figura 22.1 Órbitas de los planetas. Las posiciones de los planetas se muestran a escala en la parte inferior del diagrama.