Вулканы - это не просто расплавленный камень. Наряду с магмой в них содержится загадочная субстанция - магматический рассол, богатая минералами жидкость, который скапливается как под действующими, так и под спящими вулканами. Сейчас геологи изучают, можно ли извлечь из этих глубоких подземных бассейнов растворенные в них сокровища, такие как литий, медь и кобальт. Добыча может осуществляться с помощью геотермальной энергии, что позволяет некоторым ученым называть ее «зеленой добычей».
© Энди Картер
Бурение в вулканах будет технически сложным и потенциально сейсмическим поворотом к «нулевой» добыче полезных ископаемых, но, учитывая этические и экологические проблемы, связанные с добычей на суше и в море, эта перспектива вполне оправданно вызывает геологический и коммерческий интерес. Добыча субвулканического рассола также может иметь стратегическое геополитическое значение, расширяя поставки важнейших минералов и нарушая удушающий контроль, которым пользуется Китай.
Магма, находящаяся в камере под вулканом, выделяет богатые металлами газы, которые поднимаются к поверхности Земли. По мере подъема давление падает, газы разделяются на пар и рассол. Пар извергается из вулкана, а рассол, в котором сохраняется большая часть минералов, скапливается в горных породах. Эти «линзы» рассола, так называемые из-за их характерной формы, обычно оседают на глубине от двух до четырех километров под поверхностью.
Джон Бланди, геолог из Оксфордского университета, называет эти линзы магматического рассола «жидкой рудой». Он и его коллеги подсчитали, что одна линза, образовавшаяся за 10 000 лет, может содержать 1,4 мегатонны меди. Точное соотношение растворенных в ней драгоценных, цветных, литиевых и редкоземельных металлов зависит от местоположения и типа вулкана, рассказал он недавно в интервью журналу Ingenia Королевской инженерной академии. Но он добавил, что «это будет жизнеспособной альтернативой соскабливанию полиметаллических конкреций с морского дна - и это нанесет меньший ущерб уязвимым экосистемам». Образцы вулканических паров, собранные с помощью беспилотника, а также вулканические поверхностные излияния или отложения могут указать на металлы, которые могут находиться под ними.
Поскольку минералы уже находятся в растворе, рассол требует меньшей переработки и создает меньше отходов, чем добытый на суше материал. Например, при традиционной добыче меди около 99 процентов дробленой породы уходит в отходы.
Коммерческий интерес вызывают и более мелкие нефтепромысловые рассолы, добываемые при бурении скважин для поиска нефти. Например, пласт Смаковер в Арканзасе уже давно разрабатывается для добычи ископаемого топлива, и из него уже выкачивают рассол, богатый бромом. В нем также содержится достаточно лития, чтобы его переработка была целесообразной, учитывая растущие цены на минералы и существующую инфраструктуру добычи. Компания ExxonMobil бурит там первую литиевую скважину, добыча начнется в 2027 году. В настоящее время литий также добывают из рассольных месторождений, расположенных под соляными пластами в таких странах, как Чили и Боливия.
Геотермальные станции, которые предполагают бурение на глубине, производят геотермальный рассол; раньше он рассматривался как побочный продукт, а теперь считается, что его стоит добывать. Например, компании в Корнуолле на юго-западе Англии в настоящее время изучают, как лучше всего извлечь металлы и минералы из местной геотермальной установки.
Однако магматический рассол - это более крупный, глубокий и блестящий приз, который может похвастаться более высокой концентрацией ценных минералов с меньшим количеством примесей. Некоторые геотермальные станции предлагают канал, по которому можно добраться до этой субвулканической добычи. Как сообщает Ingenia, различные группы изучают концепцию извлечения магматического рассола из геотермальных источников в Японии, Новой Зеландии, Исландии и Германии.
Инженерная задача огромна: найти способы бурения скважин на глубину до 4 км в породах с температурой до 400 °C; защитить скважины от разрушения и коррозии под воздействием высококислотной жидкости; предотвратить преждевременное отложение металлов, подобно накипи в чайнике, во время их долгого пути наверх.
Даже если эти проблемы будут решены, нас ждут новые препятствия. Рассол может содержать токсичные элементы, такие как ртуть, которые требуют безопасной утилизации; сейсмические последствия повторной закачки отделенной от металлов жидкости обратно в землю остаются неизвестными. Повторная закачка не отличается от методов, используемых при гидроразрыве пласта, которые могут вызывать локальные толчки. Бланди совместно с Оксфордской школой Мартина при университете работает над тестовым проектом по совместному развитию геотермальной энергетики и добычи рассола на карибском острове Монтсеррат.
Это смелый и рискованный план - погрузиться в эти огненные горы, чтобы извлечь сокровища из бурлящей жидкости. Но с учетом того, что на планете насчитывается 1500 вулканов, а запасы важнейших полезных ископаемых, необходимых для энергетического перехода, иссякают, отдача может быть просто взрывной.
Анджана Ахуджа. Автор - научный обозреватель
Подготовлено Profinance.ru по материалам The Financial Times
MarketSnapshot - ProFinance.Ru в Telegram