34,5 milioni di anni fa, le condizioni geologiche hanno potenziato le popolazioni ittiche responsabili dei depositi di REY. Credito:2020 Ohta et al.
I metalli rari cruciali per le industrie verdi risultano avere un'origine sorprendente. L'antico cambiamento climatico globale e alcuni tipi di geologia sottomarina hanno portato le popolazioni ittiche in luoghi specifici. Come resti del pesce fossilizzato, accumularono elementi preziosi e questi letti fossili divennero depositi concentrati di tali metalli. Questa scoperta potrebbe aiutare le prospettive future per i depositi dei cosiddetti elementi delle terre rare in altre località sottomarine.
Componenti chiave per cose come turbine eoliche, I LED e le batterie ricaricabili fanno molto affidamento su un gruppo di metalli noti come elementi delle terre rare e ittrio (REY)? Attualmente, la fornitura mondiale di questi metalli proviene principalmente dalle miniere in Cina; però, un grande giacimento vicino all'isola giapponese di Minamitorishima potrebbe presto aiutare a soddisfare la domanda sempre crescente. Ma come è arrivato lì il deposito REY e perché quella posizione è oggetto di molto interesse.
"Quella storia inizia indietro nel tempo, nell'epoca dell'Eocene, 34,5 milioni di anni fa, circa a metà tra oggi e il tempo dei dinosauri, ", ha detto l'assistente professore Junichiro Ohta. "A quel tempo, sono successe diverse cose che hanno portato al deposito REY. in primo luogo, grandi quantità di sostanze nutritive accumulate nelle profondità dell'oceano. In secondo luogo, il pianeta ha subito un raffreddamento che ha alterato le correnti marine, agitando questi depositi di nutrienti. Le montagne sottomarine hanno quindi causato la risalita di sostanze nutritive che li hanno consegnati ai pesci, che ha prosperato di conseguenza."
Sorprendentemente, sono questi pesci, o meglio i loro resti fossili intorno a Minamitorishima, che rappresentano i depositi REY. Quando il pesce morì e subì la fossilizzazione, REY metalli nell'ambiente, che altrimenti rimarrebbe diffusa, accumularsi all'interno dei fossili. Il gruppo di ricerca aveva precedentemente effettuato questa connessione di deposito fish-to-REY, ma come e quando si formarono i depositi fossili era una questione aperta fino ad ora.
I pesci vivi contengono a malapena minerali REY; è il processo di fossilizzazione che li accumula. Credito:2020 Ohta et al.
"Sono davvero contento che abbiamo fatto questa scoperta guardando frammenti di ossa e denti, " ha detto Ohta. "È stato un compito difficile ma soddisfacente datare i depositi confrontando i fossili che abbiamo scoperto con un database di fossili con età note. Allo stesso modo è stato un altro modo in cui abbiamo datato i depositi, misurando il rapporto degli isotopi di osmio nell'acqua di mare intrappolati nel fango ricco di REY e confrontandoli con i record stabiliti".
La storia del pesce che è diventato una risorsa utile per la tecnologia delle energie rinnovabili è, ironicamente, parallela a quella degli antichi organismi che divennero olio, che ha portato agli stessi problemi che le tecnologie rinnovabili ora mirano a risolvere.
La concentrazione di osmio è tipicamente molto bassa, solo parti per trilione. La misurazione accurata dell'elemento è stata una grande sfida per il team. Credito:CC BY-NC-ND 3.0 Wikimedia Commons/Alchemist-hp
"Sulla base di questa nuova teoria per la genesi dei depositi di REY nell'oceano, possiamo migliorare il modo in cui troviamo i depositi futuri, " disse Ohta. "Possiamo prendere di mira i piedi di grandi montagne sottomarine sul fondo del mare, molti dei quali sono distribuiti dall'Oceano Pacifico settentrionale occidentale all'Oceano Pacifico centrale, quindi in teoria sono accessibili al Giappone."
Le fonti REY di Minamitorishima potrebbero soddisfare sufficientemente l'attuale domanda globale per centinaia di anni. Però, raggiungerli può essere estremamente difficile in quanto il deposito si trova a poco più di 5 chilometri sotto il livello del mare, e attualmente nessuna risorsa è mai stata estratta commercialmente da una tale profondità. Fonti aggiuntive o alternative possono essere utili, quindi modi migliori per trovarle sarebbero un grande vantaggio.