Золотая лихорадка в США закончилась без малого два века назад, а сегодня страна на пороге литиевого бума. Спрос на литий для производства электроаккумуляторов стремительно растет и внутри страны, и во всем мире. Потому обнаружение новых месторождений этого металла стало приоритетом американской геологоразведки, сообщает журнал Science Alert.
По его оценке, потребность в литии к 2040 году вырастет на 400 процентов и может составить миллионы тонн. Поиск металла на территории США подогревается тем, что государство попало в зависимость от импорта лития из других стран, прежде всего из Китая, главного соперника Америки на международной арене.
Сегодня внимание американских исследователей приковано к древнему потухшему вулкану Макдемитт в горах Траут-Крик на границе штатов Невада и Орегон. Осенью прошлого года там открыто месторождение лития, запасы которого, по предварительной оценке, составляют от 20 до 40 миллионов метрических тонн металла, что позволило назвать залежь крупнейшей среди аналогов на планете. Кроме того, непосредственно кальдера (обширная циркообразная котловина) Макдермотта содержит наивысшую концентрацию лития среди его разведанных и эксплуатируемых месторождений.
Группа ученых из Университета Орегона и новозеландского исследовательского института GNS Science пришла к выводу, что около 16 миллионов лет назад во время извержения Макдермотта его горячая жидкая магма хлынула через трещины и обогатила глинистую почву литием. Большая часть глины кальдеры является смектитом магния, который является наиболее известным источником лития в природе. При этом исследователи обнаружили в кальдере и редкий необычный тип глины, называемый иллитом, в котором металла в разы больше, чем в смектите магния.
Разведка в горах Траут-Крик финансируется частной горнодобывающей компанией. Первые обнадеживающие результаты поиска и дальнейшие планы по добыче серебристого металла вызвали неоднозначный резонанс. С одной стороны, проявило пристальный интерес Правительство США, намекнувшее на готовность оказать содействие в разработке залежи. Неудивительно, ведь древний вулкан может покрыть от четверти до половины ожидаемой потребности США в литии и существенно ослабить зависимость от импорта.
С другой стороны, ряд научных учреждений и ученых, экологических и правозащитных организаций призывает не спешить. А владельцы местных ранчо и представители коренных народов откровенно встревожены перспективой нарушения привычного уклада жизни с приходом крупной промышленности. Сторонние наблюдатели предупреждают, что стремление производить большие объемы лития в регионе, где еще нет развитой инфраструктуры, может иметь серьезные негативные последствия как для природы, так и для людей. Добыча и обогащение сырья до получения конечного продукта могут разрушать местные экосистемы, истощать грунтовые воды и оставлять массу отходов.
Другие крупные запасы лития обнаружены на другом конце страны, в штате Пенсильвания, на жиле осадочных сланцевых пород Марцеллус, богатых газом. Месторождением эти запасы в традиционном смысле можно назвать лишь условно, поскольку они... растворены в сточных водах газовой промышленности Пенсильвании. Геологическая основа содержащих литий пород образовалась в результате тоже древней вулканической активности и содержит литий из вулканического пепла.
По словам сотрудника Национальной лаборатории энергетических технологий в Пенсильвании Джастина Макки, миллионы лет глубокие грунтовые воды растворяли литий в местных породах. В процессе их изучения Макки и его коллеги обнаружили, что и в промышленных сточных водах, возвращаемых из глубины под воздействием гидроразрыва, литий содержится в такой высокой концентрации, о какой ученые даже не подозревали.
Пенсильвания является ведущим американским штатом по использованию гидроразрыва. Но этот метод порождает много проблем для окружающей среды и здоровья местного населения, а потому вызывает серьезные нарекания науки и экологов. Запрещенный в некоторых американских штатах и странах гидроразрыв предполагает бурение скважин для закачки в них водно-песчаной смеси с реагентами под большим давлением с целью вымывания из недр и подъема на поверхность полезных ископаемых.
Исследование группы Макки показало, что очистка и повторная закачка водой месторождений углеводородов могут привести к потере лития. Ученые считают, что есть более эффективный способ использовать сточные воды. По их мнению, сланцевая жила Марцеллус может обеспечивать в обозримом будущем значительную добычу лития. Но это возможно лишь до тех пор, пока будет продолжаться критикуемый гидроразрыв.
Бизнесу, пенсильванским и федеральным властям США придется ломать голову, во-первых, над тем, добыче чего отдать предпочтение — газа или лития, во-вторых, как дальше быть с гидроразрывом, вызывающим недовольство экологов, общественности и местного населения. Ученые признают, что последствия извлечения довольно токсичного лития из сточных вод на основе гидроразрыва практически не изучены и нуждаются в дополнительных и недешевых исследованиях.