یافته‌های پژوهش‌های جدید کشف فلزات «سبز» را ممکن می‌کند

به گزارش گروه پژوهش خبرگزاری علم و فناوری آنا، تحقیقات انجام شده توسط دانشگاه مک‌کواری (Macquarie University) نشان می‌دهد که چگونه می‌توان فلزات مورد استفاده در فن‌آوری‌های انرژی تجدیدپذیر را از اعماق گوشته داخلی زمین با روش‌های مبتن بر ذوب‌ در دمای پایین و در آلیاژهای سرشار از کربن استخراج کرد.

یافته‌های این پژوهش که همین هفته در مجلۀ پیشرفت‌های علمی منتشر شده است می‌تواند به تلاش‌های جهانی برای یافتن این مواد خام ارزشمند کمک کند.

یک تیم بین المللی به سرپرستی دکتر اسرا ایزد (Dr. Isra Ezad)، محقق پسادکتری از دانشکده علوم طبیعی دانشگاه مک کواری، آزمایش‌هایی در فشار بالا و دمای بالا انجام داد و توانست مقادیر کمی از مواد کربنات مذاب را در شرایطی شبیه به عمق 90 کیلومتری گوشتۀ زمین ایجاد کند.

آزمایش‌های این تیم پژوهشی نشان می‌دهد که مذاب‌های کربنات می‌توانند طیف وسیعی از فلزات و ترکیبات حیاتی را از سنگ‌های موجود در گوشتۀ زمین حل کرده و به سطح زمین منتقل کنند؛ این یافته‌های جدیدمی‌تواند به کاوش‌های فلزات در آینده کمک فراوانی کند.

دکتر ایزد در مصاحبه‌ای که اخیراً با مجلۀ فیزیک انجام داده، می‌گوید: «ما می‌دانستیم که ذوب کربنات حاوی عناصر کمیاب خاکی است، اما این تحقیقات یافته‌هایی فراتر از این به دست داد.»

یافته‌های ما نشان می‌دهد که این سنگ مذاب حاوی کربن، گوگرد را به شکل اکسید شده‌اش جذب می‌کند، در حالی که فلزات گران‌بها و پایه - فلزات سبز آینده - استخراج شده از گوشته را نیز در خود حل می‌کند.»

بیشتر سنگ‌هایی که در اعماق زمین و در زیر گوشته قرار دارند، مثلاً گدازه‌هایی که از آتشفشان‌ها خارج می‌شوند، ترکیبی سیلیکاتی هستند.

با این حال، بخش کوچکی (کسری از درصد) از این سنگ‌های عمیق حاوی مقادیر کمی کربن و آب هستند که باعث می‌شود در دماهای پایین‌تر نسبت به سایر بخش‌های گوشته ذوب شوند.

این ذوب‌های کربنات به طور موثری فلزات پایه (از جمله نیکل، مس و کبالت)، فلزات گران‌بها (از جمله طلا و نقره) و گوگرد اکسید شده را در خود حل می‌کنند و می‌توانند آن را به سطح زمین انتقال دهند و بدین ترتیب این فلزات را به ذخایر بالقوۀ مواد اولیۀ انسان تبدیل می‌کنند.

دکتر ایزد می‌گوید: «یافته‌های ما نشان می‌دهد که ذوب‌های کربنات غنی‌شده با گوگرد ممکن است به میزان گسترده‌تری از آنچه قبلا تصور می‌شد، وجود داشته باشد و این امر می‌تواند نقش مهمی در تمرکز رسوبات فلزی داشته باشد.»

دکتر ایزاد می‌گوید که بخشهای ضخیم‌تر پوستۀ زمین در مناطق قدیمی‌تر قاره‌ها شکل می‌گیرند، جایی که می‌تواند مانند یک اسفنج عمل کند و عملاً کربن و آب را بمکند.

او اضافه می‌کند: «به نظر می‌رسد مذاب‌های کربن-گوگرد این فلزات را در مناطق گسسته گوشته حل کرده و متمرکز می‌کند و آنها را به اعماق پوستۀ کم عمق می‌برد. در آنجا فرآیندهای شیمیایی پویا می‌تواند منجر به تشکیل رسوب سنگ معدنی شود.»

این مطالعه نشان می‌دهد که ردیابی مذاب‌های کربنات می‌تواند به ما درک بهتری از فرآیندهای توزیع مجدد فلزات در مقیاس بزرگ و تشکیل سنگ معدن در طول تاریخ زمین بدهد.

دکتر ایزد می‌گوید: «با فاصله‌گرفتن جهان از سوخت‌های فسیلی و گذار به فناوری‌های مبتنی بر باتری‌ها و انرژی بادی و خورشیدی، تقاضا برای این فلزات ضروری به شدت افزایش می‌یابد و یافتن منابع قابل اعتماد سخت‌تر می‌شود.»

او می‌گوید: «این داده‌های جدید فضای اکتشاف مواد معدنی را در اختیار ما قرار می‌دهد که قبلاً برای فلزات پایه و گرانبها در نظر گرفته نمی‌شد - رسوبات حاصل از ذوب کربنات.»