USGS: Le rocce solfidiche del fondo marino possono prendere fuoco spontaneamente in laboratorio

Scienziati guidati dall'U.S. Geological Survey (USGS) hanno scoperto che certe rocce di solfuri metallici prelevate dal profondo fondale oceanico possono riscaldarsi e prendere fuoco da sole quando esposte all'aria in un ambiente di laboratorio. La scoperta proviene da campioni raccolti nella Escanaba Trough, un'area idrotermale lungo la southern Gorda Ridge nella Zona Economica Esclusiva degli Stati Uniti al largo del confine tra Oregon e California.

Cosa è accaduto

Secondo l'USGS, i ricercatori hanno raccolto 57 campioni di roccia idrotermale da quattro regioni della Escanaba Trough utilizzando un veicolo controllato da remoto durante una spedizione nel 2022. Il lavoro ha coinvolto una collaborazione con il Bureau of Ocean Energy Management (BOEM) e la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), secondo il rapporto di ScienceAlert sullo studio.

La maggior parte dei campioni conteneva solfuri metallici ricchi di rame, zinco e ferro, ma due di essi si sono spontaneamente combustionati dopo essere stati liofilizzati e frantumati in laboratorio, ha riferito ScienceAlert. L'USGS ha detto che le rocce combustibili erano composte principalmente da marcasite nanocristallina, un minerale di solfuro di ferro, che aveva sostituito un precedente minerale chiamato pirrhotite. Ocean News ha anche elencato isocubanite e calcopirite tra i minerali presenti nei giacimenti.

Perché le rocce hanno preso fuoco

L'USGS spiega che la marcasite ha subito ossidazione esotermica quando esposta all'ossigeno, rilasciando calore. ScienceAlert ha riferito che questa reazione ha portato le temperature dei campioni sopra i 100°C, con il materiale roccioso originale diventato completamente ossidato. Azioni meccaniche come la macinazione durante l'elaborazione in laboratorio sembrano aver fornito energia aggiuntiva che ha aiutato a innescare l'auto-riscaldamento, secondo ScienceAlert.

La ricerca, pubblicata nella rivista Scientific Reports con il titolo "Spontaneous combustion of metal sulfide minerals and implications for seafloor massive sulfide mining", conclude che la forma nanocristallina e alterata del minerale è meno stabile del suo precursore primario, rendendola più propensa a questo tipo di reazione.

Perché è importante per l'estrazione mineraria in acque profonde

Gli autori dello studio inquadrano la scoperta come un pericolo rilevante per qualsiasi futura estrazione di giacimenti di solfuri massivi del fondale marino (SMS) – formazioni ricche di minerali attorno alle bocche idrotermali che hanno attirato l'interesse come potenziali fonti di rame, zinco e altri metalli. Portare tali rocce in superficie le espone a livelli di ossigeno, temperatura, pressione e umidità notevolmente diversi rispetto al fondale marino, condizioni che l'USGS dice potrebbero innescare l'auto-riscaldamento.

Ocean News ha riferito che lo studio sottolinea che le caratteristiche minerali dei singoli giacimenti sono importanti nella valutazione dei rischi, e che i protocolli di sicurezza esistenti sviluppati per l'estrazione di solfuri basata sulla terra potrebbero non applicarsi direttamente al materiale recuperato dal mare profondo. ScienceAlert ha notato che i ricercatori hanno specificamente avvertito che la reazione potrebbe causare incendi a insorgenza rapida sulle navi che trasportano tale carico.

Cosa non è ancora noto

I risultati riportati si basano su un numero limitato di eventi di combustione – due su 57 campioni – da un sito, la Escanaba Trough. Le fonti esaminate non affermano con quale frequenza questa reazione si verificherebbe in altri siti idrotermali con diverse composizioni minerali, né delineano specifici nuovi protocolli di sicurezza che gli operatori minerari dovrebbero adottare. Lo studio invece chiede valutazioni dei rischi dedicate e controlli ingegneristici adattati all'estrazione di SMS, secondo Ocean News.

Fatti chiave a colpo d'occhio

• Campioni raccolti nel 2022 da Escanaba Trough, al largo della costa dell'Oregon-California, tramite veicolo controllato da remoto.
• 57 campioni di roccia idrotermale raccolti; 2 si sono spontaneamente combustionati durante l'elaborazione in laboratorio.
• Rocce combustibili erano composte principalmente da marcasite nanocristallina, che aveva sostituito precedente pirrhotite.
• Temperature dei campioni hanno superato 100°C durante la reazione, secondo il rapporto di ScienceAlert.
• Studio pubblicato in Scientific Reports; guidato dall'USGS con il coinvolgimento di BOEM e NOAA.