تهدید جدید برای استخراج معادن زیرآب: برخی از سنگ‌های استخراج‌شده به طور خودکار مشتعل می‌شوند
فعالیت‌های معدن‌کاری در عمق اقیانوس با یک خطر غیرمنتظره مواجه است: برخی از سنگ‌های معدنی که از کف دریا به سطح منتقل می‌شوند، هنگام ورود به جو و تماس با هوا، داغ می‌شوند و احتمالاً به‌طور خودبه‌خود مشتعل می‌گردند. این پدیده می‌تواند برای صنعتی که هنوز به مرحله بهره‌برداری تجاری قابل توجهی نرسیده، چالش‌های جدیدی از لحاظ ایمنی به وجود آورد.
گروهی از پژوهشگران سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده (USGS) در تحقیق تازه‌ای به بررسی احتمال آتش‌گرفتن برخی سنگ‌های غنی از سولفید فلزات پس از خروج از اعماق دریا پرداخته‌اند. به نظر این محققان، شناسایی و درک بهتر این خطر بالقوه قبل از آغاز استخراج وسیع ذخایر سولفیدی از بستر اقیانوس ضروری به نظر می‌رسد.
این پژوهشگران با استفاده از یک وسیله نقلیه کنترل از راه دور، ۵۷ نمونه سنگ غنی از سولفید فلزات را از چهار نقطه در ناحیه هیدروترمال «فرورفتگی اسکانابا» جمع‌آوری کردند. این ساختار زمین‌شناختی که توسط سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده به‌عنوان دره‌ای عمیق و محوری توصیف شده، در قسمت جنوبی پشته گوردا واقع در سواحل غربی ایالات متحده قرار دارد. فعالیت‌های گرمایی در این منطقه به تشکیل ذخایر معدنی غنی از فلزاتی مانند روی، مس و آهن منجر شده است.
بزرگ‌ترین بخش از سنگ‌های مشتعل‌شده شامل مارکازیت نانوکریستالی است
سپس، محققان در آزمایشگاه اقدام به خرد کردن و خشک‌انجمادی نمونه‌ها کردند. زمانی که این سنگ‌ها در معرض هوا قرار گرفتند، دو نمونه به‌طور ناگهانی آتش گرفتند. برای فهم علت این پدیده، پژوهشگران واکنش نمونه‌ها را در دماهای مختلف آزمایش کردند و ترکیب شیمیایی و کانی‌شناسی سنگ‌های مستعد احتراق را با دیگر نمونه‌ها مقایسه کردند.
نتایج نشان می‌دهد که عمده‌ی سنگ‌های مشتعل‌شده از مارکازیت نانوکریستالی تشکیل یافته‌اند؛ نوعی سولفید آهن که در تماس با اکسیژن به‌نظر ناپایدار می‌رسد. حرارت و نیروهای فیزیکی ناشی از فرآیندهای خرد شدن و آسیاب کردن سنگ‌ها می‌تواند انرژی لازم برای آغاز روند اکسیداسیون را فراهم کند؛ این واکنش شیمیایی ممکن است دمای داخلی سنگ‌ها را افزایش دهد و در شرایط مناسب، موجب احتراق شود.
اگرچه به مرحله‌ی استخراج تجاری و انبوه از اعماق اقیانوس هنوز نرسیده‌ایم، یافته‌های این تحقیق از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است و تست فناوری‌های مرتبط همچنان در حال انجام است. در عین حال، سازمان بستر آب‌های بین‌المللی (ISA) ۳۱ قرارداد اکتشاف را به منظور استخراج مواد معدنی سولفیدی در دو ناحیه تنظیم کرده است: پشته میانی اقیانوس اطلس شمالی و پشته جنوب غربی اقیانوس هند.
هنوز مشخص نیست که چه تعداد از سنگ‌های استخراج شده از بستر دریا دارای قابلیت احتراق هستند و نمی‌توان این خطر را به تمامی سنگ‌های سولفیدی تعمیم داد. با این حال، پژوهشگران تأکید می‌کنند که احتمال احتراق باید هنگام ارزیابی خطرات ایمنی معدن‌کاری دریایی در نظر گرفته شود و حتی ممکن است به تدوین قوانین ایمنی جدید منجر شود.
طبق اعلام سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده، استخراج ذخایر عظیم سولفیدی از اعماق دریا باعث می‌شود تا سنگ‌های منتقل شده به سطح، در شرایطی کاملاً متفاوت از بستر دریا قرار گیرند و در معرض عواملی مانند اکسیژن، نوسانات دما، فشار و رطوبت قرار بگیرند؛ تغییرات محیطی که می‌تواند بر واکنش‌پذیری کانی‌های سولفیدی و میزان حرارت تولیدی اثرگذار باشد. این موضوع ضرورت ارزیابی دقیق خطرات ایمنی پیش از گسترش پروژه‌های معدن‌کاری در اعماق دریا را یادآور می‌شود.
این تحقیق در نشریه‌ی Scientific Reports به چاپ رسیده است.
