Obrovské naleziště lithia v McDermittově kaldeře
Pohřbeno pod starodávným sopečným kráterem na hranici Nevady a Oregonu se nachází ohromné naleziště jílu bohatého na lithium. Vědci nyní naznačují, že tato klidná krajina by mohla mít dostatek lithia k ovlivnění globálního trhu s bateriemi po desetiletí.
Nová studie tvrdí, že McDermittova kaldera může hostit přibližně 20 až 40 milionů metrických tun lithia, což je pravděpodobně největší dosud identifikované naleziště. Použitím průměrné ceny lithiumkarbonátu v USA, která se pohybuje kolem 37 000 dolarů za tunu, vychází toto odhadu na téměř 1,5 bilionu dolarů.
Naleziště se nachází uvnitř kaldery, velkého sopečného kráteru, který vznikl, když se magma pod zemí zhroutilo. Tento konkrétní bazén má přibližně 28 milí na délku a 22 mil na šířku podél hranice Nevady a Oregonu.
Práce na tomto nalezišti byla vedena Thomasem R. Bensonem, PhD, z Lithium Americas Corporation. Jeho výzkum se zaměřuje na to, jak se minerály bohaté na lithium tvoří v sopečných terénech.
Před přibližně 16 miliony lety došlo k obrovské erupci, která vyprázdnila většinu magmatické komory pod touto oblastí. Tato událost zanechala za sebou silné vrstvy horkého popela, které se později ochladily na tvrdou sopečnou skálu na dně kaldery.
Kaldera později uchovávala dlouhotrvající jezero, které shromažďovalo sopečný popel a bláto. Tyto sedimenty vytvořily jíl, který nyní zachycuje většinu jílu bohatého na lithium.
Hlouběji pod bazénem magma nadále uvolňovalo hydrotermální, horkou vodu bohatou na rozpuštěné minerály, která cirkulovala pod zemí dlouho po hlavní erupci. Tyto tekutiny vyluhovaly lithium a další prvky ze sopečného skla a nesly je vzhůru do vlhkých jezerních sedimentů.
Jak se chemie vyvíjela, jezerní bláto se nejprve proměnilo na smektit, hořčíkem bohatý jíl, který dokáže absorbovat lithium do svých vrstev. Později teplejší tekutiny změnily části tohoto smektitu na jiný jíl zvaný illit, který váže mnohem více lithia.
V oblasti bohaté na lithium na Thacker Passu se vytváří vrstva illitu, jílu bohatého na draslík, který drží lithium pevně, a to v šířce přibližně 100 stop.
Analýzy ukazují, že tento jíl může obsahovat přibližně 1,3 až 2,4 procenta lithia podle hmotnosti, což je zhruba dvojnásobek typických nalezišť jílových kamenů.
Nedávná zpráva uvedla, že vrstva vysoce kvalitního illitu leží blízko povrchu, což umožňuje těžbu velkými jámami. Bylo také uvedeno, že vyšetřovatelé zaznamenali koncentrace lithia dosahující přibližně 1 procenta podle hmotnosti.
Lithium je dnes nejlépe známé jako srdce lithium-iontových baterií, dobíjecích baterií, které přesouvají lithium ionty mezi dvěma elektrodami. Tyto baterie napájí telefony, notebooky, elektrická vozidla a úložné bloky, které vyrovnávají vítr a solární energii v síti.
Stejná výzkumná skupina poznamenává, že globální poptávka po lithiu by mohla dosáhnout jednoho milionu tun ročně do roku 2040, což je osmkrát více než výstup v roce 2022. To je důvod, proč tak koncentrované naleziště v jednom bazénu přitahuje tolik pozornosti od vlád a společností plánujících dlouhodobé energetické přechody.
Vulkanické jezerní depozity jako tento jsou mělké a široké, což snižuje poměr odpadového skály na tunu rudy. Ve srovnání s hlubšími doly na tvrdou horninu to často znamená méně výbušného kamene a nižší energetickou spotřebu na tunu lithia.
Protože nejbohatší jíly se nacházejí blízko povrchu země na Thacker Passu, mohou se těžaři zaměřit přímo na nejhustší vrstvy lithia. Kombinace velkého množství, vysokých kvalit a relativně jednoduché geometrie činí toto naleziště neobvyklým v porovnání s jinými známými zdroji lithia v jílu.
Takové obrovské naleziště také vyvolává obtížné otázky týkající se vody, divoké zvěře a kulturního významu této krajiny. Místní kmeny a zemědělské komunity vyjádřily obavy, jak by velký důl mohl změnit prameny, pastviny a posvátné lokality.
Příznivci poukazují na to, že mělké jíl může narušit méně země než více menších dolů rozptýlených po vzdálených regionech. Kritici však odpovídají, že i jediná velká jáma může změnit podzemní vodu, produkovat prach a fragmentovat přirozené prostředí, pokud není pečlivě řízena.
Zpracování lithia v jílu je technicky složité, protože kov je vázán uvnitř minerálů, nikoli v slaných solankách. Inženýři musí drtit jíl, použít vyluhování, chemické mytí s pečlivě vybranými roztoky a pak získat lithium s omezením spotřeby vody a odpadu.
Geologové studující McDermitt nyní vidí recept na bohaté vulkanické deposit lithia, které míchá chemii magmatu, tvar bazénu a dlouhotrvající teplo. Magmata v této oblasti byla peralkalická, což je igneózní složení neobvykle bohaté na sodík a draslík, které mají tendenci si lithium udržovat, jak se ochlazují.
Později magma opět vystoupilo pod kalderou v fázi zvané resurgence, obnova vyvolaná čerstvým magmatem tlačícím vzhůru. Tento pohyb zlomil nadložní horniny, otevřel cesty pro horké tekutiny a zaměřil formaci lithiem bohatého illitu podél jižního okraje bazénu.
Vyvinutým modelem jsou týmy pro průzkum schopny skenovat vulkanické bazény za porovnávající chemii, zachovalé jezerní dno a známky minulého cirkulujícího horkého fluidu. Pouze na několika místech na celém světě se zdá, že sdílejí McDermittovu kombinaci velké velikosti, uzavřeného bazénového prostředí a dlouhé magmatické aktivity.
Naleziště lithia v McDermittově kaldeře je obrovské, mělké a chemicky neobvyklé, vlastnosti, které jej odlišují od většiny ostatních známých zdrojů. Zároveň se nachází v obývané krajině, kde mají lidé, divoká zvěř a voda všechny předchozí nároky.
Rozhodnutí učiněná v následujících letech určí, zda toto lithium zůstane většinou zamčené v jílu nebo se přestěhuje do baterií a energetických mřížek. Tak či onak, McDermitt již změnil, jak vědci přemýšlejí o tom, kde se mohou kritické minerály skrývat uvnitř starých sopečných systémů.
Pro ty, kteří přemýšlejí o klimatu a technologiích, tento příběh činí spojení mezi vzdálenými geologickými událostmi a bateriemi v jejich každodenním životě jasným. Učení o tom, jak se minerály tvoří v zemské kůře, se stává přímo spojené s otázkami o automobilech, telefonech a energetických sítích.
