علماء: وشاح الأرض قد يحتوي على ثروة من "المعادن الخضراء"
تاريخ النشر: 27th, March 2024 GMT
حدد علماء عملية يتم من خلالها نقل المعادن "الخضراء" الضرورية لتقنيات الطاقة المتجددة، من أعماق الأرض إلى مناطق أقرب، ما قد يمنحنا إمكانات كبيرة لاستكشاف المعادن في المستقبل.
وتقدم الدراسة الحديثة بقيادة الدكتورة إسراء إزاد في جامعة ماكواري أملا جديدا لتلبية الاحتياجات المتزايدة من "المعادن الخضراء"، وتشير إلى أن وشاح الأرض يمكن أن يحتوي على ثروة من هذه المعادن الخضراء.
وتلقي الدراسة ضوءا جديدا على كيفية نقل تركيزات المعادن المستخدمة في تقنيات الطاقة المتجددة من أعماق الوشاح الداخلي للأرض إلى أعماق يمكن الوصول إليها، عن طريق درجات الحرارة المنخفضة والذوبان الغني بالكربون.
وأجرى فريق دولي بقيادة الدكتورة إزاد، زميلة أبحاث ما بعد الدكتوراه من كلية العلوم الطبيعية بجامعة ماكواري، تجارب الضغط العالي ودرجة الحرارة المرتفعة ما أدى إلى تكوين كميات صغيرة من مادة الكربونات المنصهرة في ظروف مماثلة لتلك التي يبلغ عمقها نحو 90 كم في الوشاح تحت القشرة الأرضية.
وأظهرت تجاربهم أن الكربونات المنصهرة يمكن أن تذوب وتحمل مجموعة من المعادن والمركبات الهامة من الصخور المحيطة في الوشاح، وهي معلومات جديدة من شأنها أن تفيد التنقيب عن المعادن في المستقبل.
وتقول الدكتورة إزاد: "كنا نعلم أن الكربونات المنصهرة تحمل عناصر أرضية نادرة، لكن هذا البحث يذهب إلى أبعد من ذلك. لقد أظهرنا أن هذه الصخور المنصهرة التي تحتوي على الكربون تأخذ الكبريت في شكله المؤكسد، بينما تقوم أيضا بإذابة المعادن الثمينة والأساسية - معادن المستقبل "الخضراء" - المستخرجة من الوشاح".
إقرأ المزيدومعظم الصخور الموجودة في أعماق القشرة الأرضية وأسفل الوشاح هي عبارة عن سيليكات في تركيبها، مثل الحمم البركانية التي تخرج من البراكين.
ومع ذلك، فإن نسبة صغيرة (جزء من المائة) من هذه الصخور العميقة تحتوي على كميات صغيرة من الكربون والماء ما يؤدي إلى ذوبانها عند درجات حرارة أقل من الأجزاء الأخرى من الوشاح.
وتذوب هذه الكربونات بشكل فعال وتنقل المعادن الأساسية (بما في ذلك النيكل والنحاس والكوبالت)، والمعادن الثمينة (بما في ذلك الذهب والفضة)، والكبريت المؤكسد، وتقطر هذه المعادن إلى رواسب محتملة.
وتوضح الدكتورة إزاد: "تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أن ذوبان الكربونات المخصب بالكبريت قد يكون أكثر انتشارا مما كان يُعتقد سابقا، ويمكن أن يلعب دورا مهما في تركيز الرواسب المعدنية".
واستخدم العلماء تركيبتين طبيعيتين من الوشاح: من غرب أوغندا، ومن الكاميرون.
وتقول الدكتورة إزاد إن مناطق القشرة القارية الأكثر سمكا تميل إلى التشكل في المناطق الداخلية القديمة للقارات، حيث يمكن أن تكون بمثابة الإسفنج، حيث تمتص الكربون والماء.
وأضافت: "يبدو أن ذوبان الكربون والكبريت يؤدي إلى إذابة وتركيز هذه المعادن داخل مناطق الوشاح المنفصلة، ما ينقلها إلى أعماق القشرة الأرضية الضحلة، حيث يمكن أن تؤدي العمليات الكيميائية الديناميكية إلى تكوين رواسب خام".
وأوضحت الدكتورة إزاد أن هذه الدراسة تشير إلى أن تتبع ذوبان الكربونات يمكن أن يمنحنا فهما أفضل لعمليات إعادة توزيع المعادن وتكوين الخامات على نطاق واسع عبر تاريخ الأرض.
نشرت النتائج في مجلة Science Advances.
المصدر: phys.org
المصدر: RT Arabic
كلمات دلالية: اكتشافات الارض الطاقة الطاقة الشمسية دراسات علمية یمکن أن
إقرأ أيضاً:
البنتاغون يضخ 400 مليون دولار لاحتكار المعادن النادرة.. كيف تنوي أمريكا قلب الطاولة على الصين؟
في خطوة غير مسبوقة لتعزيز الأمن القومي وتقليص الاعتماد على الصين، استحوذت وزارة الدفاع الأميركية (البنتاغون) على حصة تبلغ 15% من أسهم شركة MP Materials، الشركة الوحيدة التي تدير منجماً للمعادن الأرضية النادرة في الولايات المتحدة، وذلك مقابل استثمار مباشر بقيمة 400 مليون دولار، ضمن حزمة تمويلية إجمالية تتجاوز المليار دولار.
ويهدف الاستثمار إلى إنشاء مصنع جديد لإنتاج مغناطيسات المعادن النادرة، التي تُعد مكوناً أساسياً في الصناعات العسكرية والتقنية، مثل الطائرات المقاتلة F-35، والغواصات والصواريخ الموجهة، فضلاً عن استخدامها في السيارات الكهربائية وتوربينات الرياح.
وتأتي هذه الخطوة في سياق مساعي إدارة الرئيس دونالد ترامب لفك الارتباط مع الصين في سلاسل التوريد الحيوية، بعدما فرضت بكين قيوداً على تصدير المعادن النادرة خلال الحرب التجارية، وهو ما اعتُبر تهديداً مباشراً للأمن القومي الأميركي.
وتُنتج الصين نحو 90% من مغناطيسات المعادن النادرة الدائمة، وتتحكم بـ55% من القدرة العالمية على التعدين، و85% من طاقات التكرير والمعالجة، ما يجعل منها لاعباً مهيمنًا في هذا القطاع الحيوي.
وسيشمل المشروع، المعروف باسم “المنشأة 10X”، إنشاء مصنع جديد يُتوقع أن يبدأ التشغيل التجريبي في 2028 بطاقة إنتاجية تبلغ 10 آلاف طن سنوياً من مغناطيسات النيوديميوم والبراسيوديميوم، وهما عنصران أساسيان في أنظمة الأسلحة.
وبموجب الاتفاق، تلتزم وزارة الدفاع بشراء كامل إنتاج المصنع على مدى عشر سنوات بسعر لا يقل عن 110 دولارات للكيلوغرام الواحد، لضمان حماية الشركة من تقلبات السوق وتوفير استقرار مالي طويل الأمد.
وأسهمت الصفقة في صعود أسهم MP Materials بنسبة 60% في بورصة نيويورك، بينما ارتفعت أيضاً أسهم شركات عاملة في القطاع مثل “Lynas Rare Earths” الأسترالية بنسبة 20%، وسط توقعات بمزيد من الاستثمارات في سلاسل التوريد الغربية.
واعتبرت صحيفة “فاينانشيال تايمز” أن الخطوة الأميركية تشكل تدخلاً نادراً من الحكومة في القطاع الخاص، لكنها مبررة في ظل التحديات الجيوسياسية الحالية، خاصة أن المعادن النادرة تُصنَّف كصناعات استراتيجية، وقد يؤدي غيابها إلى شلل في قطاعات كاملة مثل الدفاع والطاقة والتكنولوجيا.
وأشار محللون من مؤسسة Jefferies إلى أن هذه الخطوة قد تؤسس لنموذج اقتصادي جديد للمعادن النادرة في الغرب، يُحفز المزيد من الاستثمارات في البنية التحتية للتعدين والمعالجة والتكرير، ويوفر بديلاً مستداماً للهيمنة الصينية.
في ظل توترات مستمرة مع بكين، تسعى واشنطن إلى تقليص نقاط الضغط الصينية، لا سيما في مجالات حساسة مثل المعادن النادرة، التي استخدمتها الصين سابقاً كورقة تفاوض في النزاعات التجارية.
وفي أبريل الماضي، فرضت الحكومة الصينية قيوداً إضافية على تصدير سبعة عناصر من المعادن النادرة، ما أدى إلى اضطرابات واسعة في أسواق السيارات والدفاع والتكنولوجيا، وخلق حافزاً إضافياً لدى واشنطن للإسراع في تطوير سلسلة إمداد محلية.
يُنتظر أن يسهم المشروع في تعزيز قدرة الولايات المتحدة على إنتاج المغناطيسات الدائمة داخلياً، وتوفير عشرات الآلاف من فرص العمل، بالإضافة إلى تقوية الصناعات الدفاعية وتقنيات الطاقة النظيفة.
ويُذكر أن البنتاغون ضخّ أكثر من 430 مليون دولار منذ عام 2020 لتأسيس سلسلة متكاملة للمعادن النادرة تشمل عمليات الاستخراج، والفصل، والتكرير، والتصنيع، في إطار خطة طويلة المدى لإعادة بناء قدرة أميركا الصناعية في هذا المجال الحيوي.
مسؤول أممي يرجح عودة ملايين الأفغان لبلادهم ويحذر من التداعيات