Origen del yodo y cromo en los nitratos del desierto de Atacama, Chile

Los depósitos de nitratos del Desierto hiperárido de Atacama corresponden a una serie de asociaciones minerales complejas (nitratos, cloruros, sulfatos, percloratos, yodatos y cromatos). Estos depósitos son únicos en su tipo, ya que a pesar de que el componente principal de éstos es el nitrógeno, son otros los componentes que permiten caracterizarlos, como lo son el yodo y el cromo, los cuales son excepcionalmente anómalos. El yodo en los depósitos de nitratos se encuentra en altas concentraciones, superando en 3 a 4 órdenes de magnitud el promedio de la corteza continental, constituyéndose así como el reservorio de yodo más importante de ésta. Por su parte, el cromo es un elemento que suele estar en las rocas ígneas en su estado de oxidación reducido como Cr(III), sin embargo, en los depósitos de nitratos éste se encuentra como Cr(VI), formando cromatos, compuestos que son raramente estables bajo condiciones naturales y superficiales. A pesar de las características anómalas y únicas de estos componentes, éstos han sido ignorados y poco estudiados por la mayoría de los trabajos sobre el origen de los nitratos de Atacama. Se ha propuesto que el origen de los depósitos nitratos es principalmente atmosférico, sin embargo, este origen no se condice con las naturalezas del yodo ni del cromo. En base a lo anterior, se propone que tanto el yodo como el cromo de los depósitos de nitratos del Desierto de Atacama poseen un origen diferente al propuesto para los nitratos, siendo el objetivo principal de esta tesis la determinación del origen, fuentes y mecanismos de formación de los yodatos y cromatos. Los objetivos propuestos se alcanzaron mediante el estudio de un set de muestras de nitratos (caliche) geológicamente constreñidas provenientes de los distritos de Aguas Blancas y Baquedano, ubicados en la segunda región de Antofagasta. Se analizaron concentraciones yodo y cromo en las muestras de caliche, y también su composición isotópica, utilizando razones isotópicas de 129I con el fin de establecer las fuentes de yodo, e isótopos estables de cromo (δ53/52Cr), los que permiten reconocer la presencia de procesos redox durante el transporte de este elemento. Las concentraciones de yodo sol atlas y varían entre 10 a 4000 ppm, teniéndose un promedio de 600 ppm de yodo. El cromo se encuentra en un rango de 1 a 67 ppm de cromo, con un promedio de 13 ppm de cromo. Las razones isotópicas de 129I/I varían entre los 148 a 1500 × 10−15, indicando que la componente principal de yodo en los nitratos es de carácter profundo, y que éste proviene de las aguas de poro de formaciones marinas, como las lutitas jurásicas de la Precordillera. Las razones más elevadas indican que existen otras fuentes de yodo, las que incluyen: fluidos corticales profundos y fluidos superficiales de origen meteórico. Debido a lo anterior, se descarta que el yodo provenga exclusivamente de una fuente atmosférica. Los valores de δ53/52Cr son positivos y su rango está entre +0.050 y +3.088 , lo que indica que los nitratos están altamente fraccionados con respecto a los reservorios terrestres de cromo. Este alto fraccionamiento indica que existen uno o varios procesos de reducción extensiva del cromo desde su fuente hasta la formación de los depósitos de nitratos, por lo que se sugiere que el mecanismo reductor es el transporte vía aguas subterráneas, las que permiten que el cromo sea reducido, y en consecuencia, fraccionado. De acuerdo a lo anterior la fuente de yodo y cromo más coherente la constituyen las rocas marinas jurásicas. En base a los resultados obtenidos se propone un modelo genético de "múltiples fuentes" para los depósitos de nitratos del Desierto de Atacama. En éste el yodo y el cromo de las rocas marinas de la Precordillera, los que son transportados vía aguas subterráneas hacia la Depresión Central y luego son precipitados desde el drenaje subterráneo por ascenso de las aguas y posterior evaporación. Los componentes de nitrato, sulfato y perclorato poseen un origen principalmente atmosférico y son acumuladas vía depositación seca en este sector. No se descarta que parte del nitrato y sulfato provengan de otras fuentes, entre ellas rocas sedimentarias marinas y de fluidos volcánicos. Los factores climáticos y geológicos juegan un rol fundamental en la ocurrencia de los depósitos de nitratos. Las condiciones hiperáridas controlan las tasas de evaporación, escasez de precipitaciones y el drenaje principalmente endorreico. Por otra parte, la elevación de los Andes también controla el carácter endorreico de las cuencas, producto de que constituye la principal zona de recarga para estos sistemas. Este trabajo permite entender bajo una nueva perspectiva la génesis de los depósitos de nitratos del Desierto de Atacama, al aportar con antecedentes originales sobre el origen sus componentes más ignorados por los estudios anteriores: el yodo y el cromo.