Учені, які досліджують можливість “золотої лихоманки” на дні океану, натрапили на несподівану “міну”.
Науковці з Геологічної служби США (USGS) попереджають, що деякі глибоководні мінерали можуть самозайматися під час вилучення на поверхню.
У 2022 році це сталося з двома зразками металосульфідних порід, зібраних з глибоководного дна.
Інцидент призвів до підвищення температури в лабораторії до понад 100 °C і повного окислення оригінальних зразків.
Стаття про це відкриття, опублікована в Scientific Reports, поширюється з прискореним доступом для громадськості.
За даними USGS, це “потенційна небезпека, яка потребує особливої уваги, якщо глибоководний видобуток родовищ сульфідів на дні морів буде продовжено”.
“Виробництво тепла шляхом екзотермічних реакцій не досліджувалося в родовищах сульфідів на дні морів, але має потенціал спричинити швидке займання на суднах”, – стверджується в нещодавній статті.
Займані породи були зібрані USGS у 2022 році під час глибоководного дослідження Есканоба-Траф (Escanaba Trough) у співпраці з Бюро управління енергетикою океану (BOEM) та Національним управлінням океанічних і атмосферних досліджень (NOAA).
Есканоба-Траф розташована в ексклюзивній економічній зоні (EEZ) США біля кордону Орегону та Каліфорнії, де гідротермальна активність створила глибоководні відкладення, багаті на такі метали, як мідь, цинк та залізо.
За допомогою дистанційно керованого апарату дослідники зібрали 57 зразків гідротермальних порід з чотирьох регіонів жолоба.
Більшість цих зразків містили металосульфіди як основний мінерал.
Однак, коли дослідники висушили їх методом заморожування та подрібнили в лабораторії, два зразки самозаймялись.
Відкриття того, що деякі глибоководні породи можуть займатися на суші, з’явилося в важливий час.
Міжнародний орган з морського дна (ISA) надав контракти на розвідку сульфідних мінералів на двох глибоководних хребтах – Північно-Атлантичному та Південно-Західному Індійському.
Видобуток ще не розпочався, але коли це станеться, є причини діяти обережно.
Сульфідні мінерали є особливими, оскільки можуть містити дорогоцінні метали, такі як золото, срібло, мідь або цинк.
Але вони також можуть спонтанно займатися.
Наприклад, інтенсивне осадження в глибинах океану може сприяти утворенню нафтопродуктів гідротермального походження.
Цей матеріал може бути прихований у металосульфідних мінералах і, опинившись на суші, здатен до самонагрівання.
“Нове дослідження свідчить про те, що деякі сульфідні породи дна моря мають фізичні та хімічні властивості, які можуть змусити їх поводитися дуже відмінно від порівнянних мінеральних родовищ, що видобуваються на суші”, – попереджає пресреліз USGS.
Щоб з’ясувати, що відрізняє ці займані породи, дослідники порівняли мінералогічний, хімічний склад та термічну поведінку зразків, зібраних у 2022 році.
Схоже, що смола та нафта не були причиною. Натомість дослідники виявили, що самозаймисті породи складалися переважно з нанокристалічного марказиту.
Це форма сульфіду заліза, яка, здається, особливо нестабільна в присутності кисню.
Додавання тепла та механохімічних сил, таких як подрібнення, розбивання та стирання, може забезпечити енергію для ініціювання окислення.
Коли цей зразок окислюється, це може призвести до самонагрівання.
Це не означає, що кожна порода на дні океану, що містить марказит, є небезпечною, але це потенційна небезпека, яка може допомогти сформувати правила безпеки для нової галузі.
“Якщо відбуватиметься видобуток сульфідів на дні морів, породи, витягнуті на поверхню, зазнаватимуть умов, драматично відмінних від тих, що на дні моря, зокрема впливу кисню та змін температури, тиску та вологості”, – пояснюють у USGS.
“Такі зміни можуть вплинути на реакцію сульфідних мінералів та кількість тепла, що вони генерують”.
Глибоководний видобуток несе багато попереджень, не лише щодо безпеки людей.
Багато екологів стурбовані тим, що ця нова галузь може стати останньою краплею для крихких океанських екосистем, які вже перебувають під загрозою.
Наслідки, якщо ми не будемо обережні, можуть вибухнути нам у обличчя.
Дослідження опубліковано в Scientific Reports.
За матеріалами: www.sciencealert.com