Najveće svjetsko nalazište litija, vrijedno 1,5 bilijuna dolara, nalazi se ispod supervulkana

Nova studija tvrdi da bi kaldera McDermitt mogla sadržavati između 20 i 40 milijuna metričkih tona litija, što je vjerojatno najveće do sada identificirano nalazište.

Koristeći nedavnu prosječnu ugovorenu cijenu litij-karbonata u Sjedinjenim Državama, od gotovo 37.000 dolara po toni, ta procjena doseže gotovo 1,5 bilijuna dolara.

Supervulkan pun litija

Nalazište se nalazi unutar kaldere – velikog vulkanskog kratera koji nastaje urušavanjem magmatske komore. Ovaj bazen proteže se otprilike 45 kilometara od sjevera prema jugu i 35 kilometara od istoka prema zapadu duž granice Nevade i Oregona, piše portal Earth.

Rad na ovom nalazištu vodio je dr. Thomas R. Benson iz tvrtke Lithium Americas Corporation (LAC). Njegovo istraživanje fokusira se na formiranje minerala bogatih litijem u vulkanskim područjima.

Prije otprilike 16 milijuna godina golema erupcija ispraznila je veći dio magmatske komore ispod ovog područja. Taj je proces ostavio iza sebe debele slojeve vrućeg pepela koji su se kasnije ohladili i pretvorili u tvrdu vulkansku stijenu na dnu kaldere.

Kasnije se u krateru nalazilo dugovječno jezero koje je sakupljalo vulkanski pepeo i mulj. Ti sedimenti formirali su jezerske stijene – glinaste stijene koje danas sadrže velik dio litijem bogate gline.

Vruća magma pretvara se u litijevu glinu

Duboko ispod bazena magma je nastavila oslobađati hidrotermalnu, vruću vodu bogatu otopljenim mineralima, koja je dugo nakon glavne erupcije cirkulirala pod površinom.

Ti su fluidi ispirali litij i druge elemente iz vulkanskog stakla i prenosili ih prema gore, u vlažne jezerske sedimente.

Kako se ta kemija odvijala, jezerski se mulj najprije pretvorio u smektit – glinu bogatu magnezijem koja može apsorbirati litij u svoje slojeve.

Kasnije su topliji fluidi dijelove tog smektita transformirali u drugu glinu, zvanu ilit, koja zadržava znatno više litija.

U zoni bogatoj litijem kod Thacker Passa, ilit – glina bogata kalijem koja snažno veže litij – formira pojas debljine oko 30 metara.

Analize pokazuju da ta glina može sadržavati od 1,3 do 2,4 posto litija po težini, što je otprilike dvostruko više od tipičnih naslaga glinovitog kamena.

Nedavna studija također ističe da se visokokvalitetni ilit nalazi blizu površine, što omogućava rudarenje u velikim površinskim kopovima.

Istraživači navode da su zabilježili koncentracije litija koje dosežu gotovo 1 posto težine, prema riječima Thomasa R. Bensona, geologa u Lithium Americas Corporation.

Zašto je ovo nalazište litija važno

Litij je danas najpoznatiji kao ključni dio litij-ionskih baterija – punjivih baterija koje prenose litijeve ione između dvije elektrode.

Te baterije napajaju telefone, laptope, električna vozila i sustave za pohranu energije koji uravnotežuju energiju vjetra i sunca u elektroenergetskoj mreži.

Ista istraživačka skupina napominje da bi globalna potražnja za litijem do 2040. mogla doseći milijun tona godišnje – osam puta više od proizvodnje iz 2022.

Zato tako koncentrirano nalazište u jednom bazenu privlači veliku pažnju vlada i kompanija koje planiraju dugoročne energetske tranzicije.

Vulkanska jezera poput ovoga plitka su i široka, što smanjuje omjer uklonjenog površinskog sloja u odnosu na količinu rude.

U usporedbi s dubljim rudnicima tvrdih stijena, to često znači manje miniranog materijala i nižu potrošnju energije po toni dobivenog litija.

Budući da se najbogatije gline nalaze blizu površine kod Thacker Passa, rudari mogu izravno ciljati slojeve s najvećom koncentracijom litija.

Kombinacija goleme količine, visokog sadržaja i relativno jednostavne strukture čini ovo nalazište jedinstvenim među poznatim glinovitim resursima litija.

Ekološka pitanja

Tako golemo nalazište otvara i brojna pitanja o vodi, divljim životinjama i kulturnom značaju ovog krajolika.

Lokalna plemena i stočarske zajednice izrazile su zabrinutost zbog mogućih promjena izvora vode, pašnjaka i svetih mjesta.

Pristalice ističu da plitko glinovito ležište može imati manji ukupni utjecaj na krajolik nego više manjih rudnika raspoređenih diljem udaljenih regija.

Kritičari, pak, upozoravaju da i jedan veliki površinski kop može poremetiti podzemne vode, stvarati prašinu i fragmentirati staništa ako se njime ne upravlja pažljivo.

Obrada litija vezanog u glini tehnički je zahtjevna jer je metal vezan unutar minerala, a ne u slanim otopinama.

Inženjeri moraju samljeti glinu, provesti ispiranje i kemijsku ekstrakciju posebno odabranim otopinama, a zatim regenerirati litij, pritom ograničavajući potrošnju vode i nastanak otpada.

Što geolozi dalje istražuju

Geolozi koji proučavaju McDermitt sada vide recept za bogate vulkanske naslage litija koje kombiniraju specifičnu kemiju magme, oblik bazena i dugotrajno djelovanje topline.

Ovdje su magme bile peralkalnog sastava – neobično bogate natrijem i kalijem – što pogoduje zadržavanju litija tijekom hlađenja.

Kasnije se magma ponovno uzdigla ispod kaldere u fazi nazvanoj ponovna erupcija, kada svježa magma probija prema površini.

To je kretanje razlomilo nadložne stijene, otvorilo putove za vruće hidrotermalne fluide i usmjerilo formiranje ilita bogatog litijem duž južnog ruba bazena.

Na temelju tog modela istraživački timovi danas pregledavaju vulkanske bazene tražeći sličan kemijski sastav, očuvana jezerska korita i znakove nekadašnje cirkulacije vrućih fluida.

Čini se da samo nekoliko mjesta na svijetu ima McDermittovu kombinaciju velike veličine, zatvorenog bazena i dugotrajne magmatske aktivnosti.

Pouke iz ovog nalazišta litija

Ležište litija u kalderi McDermitt golemo je, plitko i kemijski neobično, što ga izdvaja od većine drugih poznatih izvora. Istodobno nalazi se unutar živog krajolika u kojem ljudi, divlje životinje i voda imaju prioritet.

Odluke koje će biti donesene u sljedećih nekoliko godina odredit će hoće li ovaj litij uglavnom ostati zarobljen u glini ili će završiti u baterijama i elektroenergetskoj mreži.

U svakom slučaju, McDermitt je već promijenio način na koji znanstvenici razmišljaju o tome gdje se ključni minerali mogu skrivati u starim vulkanskim sustavima.

Za one koji razmišljaju o klimi i tehnologiji, ova priča jasno pokazuje povezanost između udaljenih geoloških procesa i baterija u svakodnevnom životu.

Razumijevanje kako se minerali formiraju u Zemljinoj kori izravno je povezano s pitanjima vezanima uz automobile, telefone i elektroenergetske sustave.

Studija je objavljena u časopisu Science Advances.