Se il mondo vuole mantenere un'economia sostenibile e respingere i peggiori effetti del cambiamento climatico, almeno un settore dovrà presto crescere drasticamente:l'estrazione di metalli necessari per creare una vasta infrastruttura per la produzione di energia rinnovabile, Conservazione, trasmissione e utilizzo. Il problema è, è probabile che la domanda di tali metalli superi di gran lunga sia i depositi attualmente noti sia la tecnologia esistente utilizzata per trovare più giacimenti minerari.

Ora, in un nuovo studio, gli scienziati hanno scoperto linee strutturali precedentemente non riconosciute a 100 miglia o più nella terra che sembrano segnalare le posizioni di giganteschi depositi di rame, guida, zinco e altri metalli vitali che si trovano abbastanza vicino alla superficie per essere estratti, ma troppo in basso per essere trovato utilizzando gli attuali metodi di esplorazione. La scoperta potrebbe restringere notevolmente le aree di ricerca, e ridurre l'impronta delle future miniere, dicono gli autori. Lo studio appare questa settimana sulla rivista Geoscienze naturali .

"Non possiamo allontanarci da questi metalli:sono in ogni cosa, e non ricicliamo tutto ciò che è stato creato, " ha detto l'autore principale Mark Hoggard, un ricercatore post-dottorato presso la Harvard University e il Lamont-Doherty Earth Observatory della Columbia University. "C'è un reale bisogno di fonti alternative".

Lo studio ha scoperto che l'85 percento di tutti i depositi di metalli di base noti ospitati nei sedimenti e il 100 percento di tutti i depositi "giganti" (quelli che contengono più di 10 milioni di tonnellate di metallo) giacciono al di sopra di linee profondamente sepolte che cingono il pianeta che segnano i bordi degli antichi continenti. Nello specifico, i depositi giacciono lungo i confini dove la litosfera terrestre, il rigido rivestimento più esterno del pianeta, comprendente la crosta e il mantello superiore, si assottiglia a circa 170 chilometri sotto la superficie.

Fino ad ora, tutti questi depositi sono stati trovati praticamente in superficie, e le loro posizioni sono sembrate in qualche modo casuali. La maggior parte delle scoperte sono state fatte fondamentalmente da geologi che setacciano il terreno e colpiscono le rocce con i martelli. Negli ultimi decenni sono entrati metodi di esplorazione geofisica che utilizzano la gravità e altri parametri per trovare giacimenti di minerali sepolti, ma i risultati sono stati deludenti. Il nuovo studio presenta ai geologi un nuovo, mappa del tesoro ad alta tecnologia che dice loro dove guardare.

A causa delle esigenze della tecnologia moderna e della crescita delle popolazioni e delle economie, si prevede che la necessità di metalli di base nei prossimi 25 anni supererà tutti i metalli di base estratti finora nella storia umana. Il rame è utilizzato praticamente in tutti i cablaggi elettronici, dai cellulari ai generatori; piombo per celle fotovoltaiche, cavi ad alta tensione, batterie e supercondensatori; e zinco per batterie, così come fertilizzanti nelle regioni in cui è un fattore limitante nei suoli, compresa gran parte della Cina e dell'India. Molte miniere di metalli di base producono anche elementi necessari più rari, compreso il cobalto, iridio e molibdeno. Uno studio recente suggerisce che per sviluppare un'economia globale sostenibile, tra il 2015 e il 2050 i veicoli elettrici per passeggeri devono aumentare da 1,2 milioni a 1 miliardo; capacità della batteria da 0,5 gigawattora a 12, 000; e capacità fotovoltaica da 223 gigawatt a più di 7, 000.

Il nuovo studio è iniziato nel 2016 in Australia, dove gran parte del piombo del mondo, zinco e rame sono estratti. Il governo ha finanziato il lavoro per verificare se le miniere nella parte settentrionale del continente avessero qualcosa in comune. Si è basato sul fatto che negli ultimi anni, scienziati di tutto il mondo hanno utilizzato le onde sismiche per mappare la profondità altamente variabile della litosfera, che si estende fino a 300 chilometri nei nuclei più antichi, masse continentali indisturbate, e si assottiglia quasi a zero sotto le rocce più giovani dei fondali oceanici. Poiché i continenti si sono spostati, si scontrarono e si spaccarono per molti eoni, le loro superfici hanno sviluppato irregolarità litosferiche simili a cicatrici, molti dei quali sono stati ora mappati.

Gli autori dello studio hanno scoperto che le miniere australiane più ricche giacciono ordinatamente lungo la linea dove spesse, la vecchia litosfera sale a 170 chilometri mentre si avvicina alla costa. Hanno quindi ampliato la loro indagine a circa 2, 100 miniere di sedimenti in tutto il mondo, e ho trovato un modello identico. Alcuni dei 170 chilometri di confine si trovano vicino alle coste attuali, ma molti sono annidati nel profondo dei continenti, essendosi formato in vari punti nel lontano passato quando i continenti avevano forme diverse. Alcuni hanno fino a 2 miliardi di anni.

La mappa degli scienziati mostra tali zone che attraversano tutti i continenti, comprese le aree del Canada occidentale; le coste dell'Australia, Groenlandia e Antartide; l'occidente, regioni del sud-est e dei Grandi Laghi degli Stati Uniti; e gran parte dell'Amazzonia, nord-ovest e sud dell'Africa, dell'India settentrionale e dell'Asia centrale. Mentre alcune delle aree identificate ospitano già enormi miniere, altri sono spazi vuoti completi sulla mappa mineraria.

Gli autori ritengono che i depositi di metallo si siano formati quando spesse rocce continentali si sono allungate e si sono abbassate per formare una depressione, come un batuffolo di gomma strappato. Questo ha assottigliato la litosfera e ha permesso all'acqua di mare di inondarsi. Per lunghi periodi, questi punti bassi d'acqua sono stati riempiti con sedimenti metallici provenienti dall'adiacente, rocce di più alta quota. L'acqua salata poi circolava verso il basso fino a raggiungere profondità in cui le condizioni chimiche e di temperatura erano giuste per i metalli raccolti dall'acqua nelle parti profonde del bacino per precipitare e formare depositi giganti, ovunque da 100 metri a 10 chilometri al di sotto della superficie. L'ingrediente chiave era la profondità della litosfera. Dove è più spesso, poco calore dal caldo mantello inferiore sale a potenziali zone di formazione di minerale vicino alla superficie, e dove è più sottile, passa molto calore. Il confine di 170 chilometri sembra essere la zona di Riccioli d'oro per creare le giuste condizioni di temperatura, purché sia ​​presente anche la chimica giusta.

"Colpisce davvero il punto debole, " disse Hoggard. "Questi depositi contengono molto metallo legato a minerali di alta qualità, quindi una volta trovato qualcosa del genere, devi solo scavare una buca." La maggior parte delle attuali miniere di metalli comuni si sta espandendo, operazioni distruttive a cielo aperto. Ma in molti casi, i depositi a partire da un chilometro potrebbero probabilmente essere estratti economicamente, e questi sarebbero "quasi certamente eliminati tramite pozzi molto meno dirompenti, ", ha detto Hoggard.

Lo studio promette di aprire l'esplorazione in aree finora poco esplorate, comprese parti dell'Australia, dell'Asia centrale e dell'Africa occidentale. Sulla base di un rapporto preliminare del nuovo studio che gli autori hanno presentato a una conferenza accademica lo scorso anno, alcune aziende sembrano aver già rivendicato terreno in Australia e Nord America. Ma l'industria mineraria è notoriamente riservata, quindi non è ancora chiaro quanto possa essere diffusa tale attività.

"Questa è una scoperta davvero profonda ed è la prima volta che qualcuno ha suggerito che i depositi minerali formati in bacini sedimentari ... a profondità di soli chilometri nella crosta fossero controllati da forze a profondità di centinaia di chilometri alla base della litosfera , ", ha affermato un rapporto sul Mining Journal che esaminava la presentazione preliminare lo scorso anno.

Gli altri autori dello studio sono Karol Czarnota di Geoscience Australia, chi ha guidato il progetto di mappatura australiano iniziale; Fred Richards dell'Università di Harvard e dell'Imperial College di Londra; David Huston di Geoscience Australia; e A. Lynton Jaques e Sia Ghelichkhan dell'Australian National University.

Hoggard ha inserito lo studio in un contesto globale sul suo sito Web:https://mjhoggard.com/2020/06/29/treasure-maps