Cuevas volcánicas del Irazú entre las más diversas del mundo en minerales

Silvia Arias - Periodista CONICIT. Siempre sonriente, ha dormido en tiendas de campaña y colchones inflables con tal de asistir a un congreso, le gusta escalar rocas y de pequeño hacía huecos en el patio de su casa en Santo Domingo de Heredia para buscar oro. Afirma que sus trabajos salen muy bien por un poco de suerte mezclada con una gran pasión por lo que hace. Andrés Ulloa Carmiol es un joven geólogo, beneficiario del Fondo de Incentivos, del programa Estudios de Posgrado.

Ulloa es estudiante de Doctorado en Karstología (modalidad a distancia) en Karst Research Institute ZRC SASU adscrito a la Universidad de Nova Górica en Postjona, Eslovenia. Sus estudios de doctorado los realizaba mientras trabajaba en una empresa de geofísica (en sísmica de reflexión) en Noruega.

También trabaja en el Centro de Investigación en Ciencias Geológicas de la Universidad de Costa Rica, donde lidera dos proyectos de investigación asociados a cuevas. Su proyecto de tesis denominado "Mineralogy and geomicrobiology in active volcanic cave environment in Central America". Conversamos con Andrés quien nos dedicó un tiempo para comentarnos sobre algunos resultados de sus estudios y su pasión por la espeleología que es la ciencia que estudia el origen y la formación de las cavernas y las cavidades subterráneas naturales, así como su flora y su fauna.

-CONICIT: Andrés, ¿podrías contarnos como te diste cuenta que te gustaba la geología y las cuevas?

-Andrés Ulloa: De pequeño yo buscaba oro en el patio de mi casa. Tenía un tío que era geólogo y le dio una pirita a mis papás para que la enterraran. Un día la encontré... pensé que realmente había encontrado oro. Tiempo después me di cuenta que era una farsa (sonríe).

Siempre tuve esa curiosidad por las piedras. Más joven en el colegio empecé a practicar la escalada en roca, fue entonces cuando decidí estudiar algo que tuviera que ver con esto, no quería estar siempre en una oficina. Desde la primera charla de inducción en la Universidad me apasionó el tema.

Recientemente se publicó el primer artículo relacionado con el tema de estudio: Extremely high diversity of sulfate minerals in caves of the Irazú Volcano (Costa Rica) related to crater lake and fumarolic activity. En este artículo, posiciona la cueva los Minerales como una de las cuevas con mayor diversidad mineralógica del mundo.

-CONICIT: ¿Cómo calificarías las opciones que hay en un país como Costa Rica para el desarrollo de la Geología?

-Andrés Ulloa: Costa Rica es muy geológicamente muy diversa, es un arco volcánico en dos placas oceánicas que ha estado evolucionando y es muy anómalo. Ha evolucionado a una corteza continental, casi que es un lugar único en el mundo donde está sucediendo esto. Tenemos volcanes como el Irazú que tiene 3432m de elevación, y es casi de 300 kilómetros cúbicos en volumen, son enormes y con características muy peculiares. También tenemos evidencias de muchos recursos como: oro, cobre, petróleo, solo que a veces el discurso ambientalista no nos permite si quiera realizar exploración de los mismos.

En las cuevas donde desarrollo mi proyecto de investigación, también son peculiares desde el punto de vista mineralógico por su alta diversidad y podríamos decir que es una de las cuevas con más minerales del mundo.

Yo diría que sí tenemos muchos recursos acá, pero necesitamos invertir más en explorar los mismos.

CONICIT: ¿Cuáles han sido los temas de tu interés, como nace la inquietud por realizar el doctorado?

-Andrés Ulloa: Yo siempre había tenido muchas ganas de hacer un posgrado, pero también tenía ciertas ideas empresariales, al inicio tenía una confusión mental (sonríe).

Inicialmente trabajé en el Instituto Costarricense de Electricidad (ICE), luego inicié una empresa de estudios geológicos, hidrogeológicos, ambientales y hasta espeleológicos.

Como acababa de cambiar de trabajo y me sentía dueño de mi tiempo, me fui a una expedición a México por tres semanas con colegas espeleólogos del Grupo Espeleológico Anthros. Nos fuimos a explorar cuevas y ahí conocí a Francesco Sauro, un espeleólogo italiano del Grupo La Venta, que estudiaba un posgrado. Yo le mostré mi interés en estudiar más sobre el tema y él me puso en contacto con el tutor de él y me habló del programa en Eslovenia. Precisamente mi novia también me había sugerido estudiar ese programa.

Siempre con ese posgrado en la mente, trabajé en mi empresa un año. Posteriormente tuve una oportunidad laboral en Noruega para trabajar en geofísica con empresas que procesan datos para las petroleras, específicamente procesamiento de sísmica de reflexión.  Paralelamente mi novia (actual esposa) iba a hacer la pasantía de su doctorado. Curiosamente nos fuimos del país uno un día después del otro, yo para Noruega y ella para Taiwán.

Los noruegos buscaban una persona de Costa Rica porque la idea era abrir la empresa en Costa Rica y entonces requerían capacitar alguien en sísmica de reflexión y abrir una filial en Costa Rica, para atender el mercado latinoamericano. Aquí en Costa Rica en los años ochenta de invirtieron casi cien millones de dólares en exploración petrolera y los datos que se obtuvieron sirven para estudios sismológicos, para entender el grosor de la corteza, donde hay fallas y mucho más.

CONICIT: ¿Qué pasa cuando llegas a Noruega, te sigue la idea de continuar estudiando?

-Andrés Ulloa: Sí, cuando llegué a Noruega, pensé en que podría aprovechar la oportunidad para retomar el posgrado (a distancia) que quería. Fui entonces a Eslovenia a visitar la Universidad, me gustó, me inscribí y el programa inició en setiembre.

Empecé a sacar los cursos y en el 2014 inicié la solicitud de un apoyo parcial al Fondo de Incentivos. Por suerte en Noruega tenía facilidades para viajar, fui a España a Eslovenia y a Nuevo México a hacer las pasantías del doctorado.

-CONICIT: ¿Habías estudiado antes las cuevas del Volcán?

-Andrés Ulloa: Yo tenía la idea de trabajar en mi propio proyecto de investigación, no quería trabajar en un proyecto de un profesor. Ya en el 2013 había publicado un artículo en la Revista Geológica de América Central sobre las cuevas "Los Minerales" y "Los Mucolitos" que se descubrió en el 2014, que se ubican en las faldas del Volcán Irazú.

Habíamos realizado la Difractometría de Rayos X y encontrado aproximadamente 20 minerales, bastante abundantes para un ambiente de cuevas, ya que generalmente usted sólo tiene carbonatos de calcio, calcita, aragonita y tal vez yeso. Hay muchos minerales en cuevas, pero más en cuevas volcánicas, y en este caso eran de un volcán activo, con fumarolas, gases y entonces hay un montón de elementos que la hacen muy especial.

Yo tenía varias ideas, fui a Italia a conocer a mi tutor, con él me puse de acuerdo para ver qué tema de investigación podría ser más interesante para él ya que aparte de estas cuevas del Volcán Irazú, también tenía interés en las Cuevas de Venado y en otros temas similares.

-CONICIT: Inicialmente ¿cuál es el tema que empezás a investigar?

-Andrés Ulloa: El tutor me dijo que le parecía muy interesante estudiar las cuevas del Irazú. Yo ya tenía colectadas muestras, entonces empecé con este tema de investigación. Los primeros años del programa llevé cursos y fui avanzando en las propuestas del proyecto de investigación, pero también aproveché para hacer algunas pasantías y análisis. En el 2014 realicé una gira a las cuevas y pudimos tomar más muestras de minerales y también muestras microbiológicas.

Estas cuevas están en un lugar muy interesante porque es parte de un deslizamiento que se dio el 8 de diciembre año 1994 cuando prácticamente se deslizó el sector noroeste del Volcán Irazú. No sabemos cuándo se formaron, lo que sí sabemos es que no eran accesibles antes de 1994. Para entrar a algunas cuevas se deben de utilizar técnicas de cuerdas por su dificultad de acceso ya que no hay donde anclarse bien y toda la roca está muy alterada.

Los análisis mineralógicos se hicieron con investigadores del Centro de Astrobiología de Valladolid. Ellos estaban diseñando prototipos que serían parte de la instrumentación que iría para marte en una de las misiones de ExoMars 2020 y prácticamente utilizaron los mismos instrumentos para este proyecto. También realizaron todos los análisis gratis porque querían probar el equipo y buscaban sulfatos hidratados y nosotros teníamos muchos.

En la cueva existen diferentes elementos, hierro, sulfato de calcio (yeso), sulfato de cobre, etc. La mayoría de los minerales encontrados son sulfatos con diferentes moléculas de agua, por ejemplo, la "szomonolkita", es sulfato de hierro con un agua, la "Melanterita" es igual, sulfato de hierro, pero con siete aguas y la "Romerita" es lo mismo con catorce aguas. Son minerales diferentes, pero todos en la misma muestra, lo que la hace la mescla muy compleja ya que tenemos en ella tres o cuatro minerales.

Además, existen unas "chimeneas" que se llaman "Geisermitas" que se formaron cuando el sistema hidrotermal del Volcán subió y alcanzó la cueva, con como aguas termales saliendo y precipitando minerales, estas formaciones son cilíndricas y huecas en el centro.

Podría haber minerales nuevos para la ciencia, hay muchos que no pudimos encontrar en las bases de datos, sin embargo, para determinar si es así, se necesita un análisis cristalográfico diferente, pero eventualmente, se podría hacer a futuro con las muestras que conocemos en las que no se lograron identificar minerales.

-CONICIT: ¿qué tipo de hallazgo?

-Andrés Ulloa: Es un hallazgo muy único. Aunque muchos volcanes presentan aguas ricas en sulfatos, con potencial de precipitar minerales similares, estos son difíciles de encontrar por su alta solubilidad. En Costa Rica llueve mucho y los ambientes de estas cuevas volcánicas ayuda a la preservación de estos minerales tan únicos

En el libro de minerales de cuevas del mundo, la cueva que más reportan que tiene más minerales, contiene casi 20 minerales.  En nuestro estudio tenemos casi 18 minerales nuevos para ambientes de cuevas y 48 en total, consideramos que es un hallazgo muy peculiar.  La mayoría son sulfatos hidratados, pero estas cuevas son de importancia mundial para el estudio de sulfatos hidratados.

En la cueva hemos encontrado minerales como la Jarosita, que se forma en ambientes con un pH menor a 4 y que se ha encontrado en Marte, así encontrarla en estas cuevas puede servir para entender el pasado geológico de Marte, esta es una de las ideas que tenemos para desarrollar.

-CONICIT: ¿Donde realizaron los análisis para identificar los minerales?

-Andrés Ulloa: La primera vez habíamos realizado unos estudios en la Escuela de Química de la Universidad de Costa Rica con el equipo de Difractometría de Rayos X pero la mayoría del trabajo se realizó en España en el Centro de Astrobiología de la Universidad de Valladolid en España, y en la Universidad de Almería nos ayudaron con la Microscopía Electrónica.

-CONICIT: ¿En estos estudios han participado mucha gente de muchas universidades y países, nos podría contar un poco sobre cómo ha sido este proceso, ¿cómo has logrado que toda esta gente colabore?

-Andrés Ulloa: Siempre he tenido mucha pasión por estos temas y creo que es algo que se llega a contagiar. Creo que la clave para conseguir muchos colaboradores es una combinación de pasión, trabajo duro y buscar que las cosas pasen.

-CONICIT: ¿Qué pensás hacer a futuro?

-Andrés Ulloa: Ahora toca terminar la tesis como prioridad, tengo que hacer la argumentación, terminar de escribir algunas cosas y la defensa final. Del proyecto pensamos sacar por lo menos dos publicaciones más en temas asociados con microorganismos extremófilos. Posteriormente me interesaría trabajar en varios proyectos de investigación que tenemos en la UCR con temas asociados a cuevas.