Gli scienziati hanno misurato con successo campioni di zinco in condizioni di acque profonde. Il loro metodo potrebbe supportare l'estrazione sostenibile di materie prime del fondale marino.

Le risorse minerarie marine hanno attirato molta attenzione ultimamente, grazie alla crescente domanda di materie prime utilizzate nell'elettronica intelligente, scienze mediche e prodotti di energia rinnovabile. Con l'esaurimento dei depositi terrestri per metalli come il rame, nichel, manganese, zinco, litio e cobalto, l'estrazione dei fondali marini è vista come un'opportunità per aumentare le riserve esistenti. Però, potrebbe essere un processo costoso che ha anche implicazioni per l'ambiente, in particolare per come influenza la biodiversità e gli ecosistemi.

La mappatura e la quantificazione dei minerali sul fondo dell'oceano potrebbero aiutare gli sforzi di esplorazione. Questo è esattamente ciò che un team di ricercatori ha deciso di fare nell'ambito del progetto ROBUST, finanziato dall'UE. Come affermato in un comunicato stampa, scienziati del partner di progetto Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hanno misurato campioni di zinco a una pressione di 600 bar utilizzando la spettroscopia di rottura indotta da laser (LIBS). "Sono stati in grado di dimostrare che il sistema LIBS sviluppato presso l'LZH è adatto per l'uso in acque profonde a profondità d'acqua fino a 6 000 metri".

Il LZH ha lavorato con altri otto partner europei per sviluppare un laser-based, sistema di misurazione autonomo per uso subacqueo. "Il sistema dovrebbe rilevare i campioni, come noduli di manganese, e analizzare la loro composizione materiale direttamente sul fondo del mare profondo."

Lo stesso comunicato stampa rileva che LIBS è un "metodo senza contatto e praticamente non distruttivo per analizzare gli elementi chimici". Può esaminare materiali solidi, liquidi e gas, e si basa sulla generazione e sull'analisi del plasma indotto dal laser. "Qui, un raggio laser ad alta energia viene focalizzato sul campione. L'energia del raggio laser nel punto focale è così alta che viene creato il plasma. Il plasma a sua volta emette una radiazione specifica dell'elemento, che viene misurato con uno spettroscopio."

Condizioni oceaniche

Il team del progetto ha progettato e realizzato una speciale camera a pressione per testare il sistema LIBS in condizioni di acque profonde. Può simulare una profondità dell'acqua di 6 500 metri con una pressione fino a 650 bar. "La camera è adatta sia per acqua dolce che salata e può quindi simulare vari scenari applicativi. Attraverso una finestra di visualizzazione, la radiazione laser entra nella camera di pressione con il campione da analizzare, " aggiunge il comunicato.

Il progetto in corso ROBUST (Robotic sottomarino esplorazione tecnologie) affronta la necessità di "sviluppare un autonomo, affidabile, tecnologia conveniente per mappare vasti terreni, in termini di contenuto di minerali e materie prime, " secondo CORDIS. Il team ritiene che la tecnologia contribuirà a ridurre il costo dell'esplorazione mineraria in modo efficiente e non intrusivo, con il minimo impatto sull'ambiente. Il sito web del progetto spiega:"Il veicolo robotico AUV [veicolo sottomarino autonomo] si immergerà, identificare le risorse destinate alla scansione LIBS attraverso la mappatura 3D in tempo reale del terreno (idro-acustica, scanner laser, fotogrammetria) e posizionare il LIBS nelle posizioni richieste di depositi minerari sul fondo dell'oceano per eseguire autonomamente analisi qualitative e quantitative."