USGS：深海硫化物岩石は実験室で自然に発火する可能性がある

米国地質調査所（USGS）主導の科学者チームは、深い海底から採取された特定の金属硫化物岩石が、実験室の環境で空気に曝露されると、自発的に加熱および発火することができることを発見しました。この発見は、Escanaba Troughで採取されたサンプルに由来しており、これはオレゴン・カリフォルニア国境沖の米国排他的経済水域内の南Gorda Ridge沿いの熱水活動地域です。

何が起きたのか

USGSによると、研究者は2022年の調査中に遠隔操作される乗り物を使用してEscanaba Troughの4つの地域から57個の熱水岩石サンプルを集めました。この作業は、海洋エネルギー管理局（BOEM）および国立海洋大気庁（NOAA）との協力を伴い、研究に関するScienceAlertの報告によります。

ほとんどのサンプルは銅、亜鉛および鉄に富んだ金属硫化物を含んでいましたが、ScienceAlertが報告したように、2つはフリーズドライおよび実験室で粉砕した後に自然に燃焼しました。USGSによると、燃焼する岩石は主にナノ結晶マルカサイト（鉄硫化物鉱物）で構成され、これは以前の鉱物であるパイロータイトに取って代わりました。Ocean Newsはまた、鉱床に存在する鉱物の中にアイソキューバナイトと黄銅鉱を列挙しました。

なぜ岩石が点火したのか

USGSは、マルカサイトが酸素に曝露されたときに発熱酸化を受け、熱を放出したことを説明しています。ScienceAlertは、この反応がサンプル温度を100°Cを超えて上げ、元の岩石材料が完全に酸化したことを報告しました。ScienceAlertによると、実験室での処理中の粉砕などの機械的作用は、自己加熱を引き起こすのに役立つ追加エネルギーを供給したようです。

「金属硫化物鉱物の自然発火および海底大規模硫化物採鉱への含意」というタイトルでScientific Reportsジャーナルに出版された研究は、ナノ結晶変性形態の鉱物がその主な前駆体より安定性が低く、この種の反応に対してより傾向があることを結論付けています。

深海採鉱にとって重要な理由

研究の著者は、この発見を、海底大規模硫化物（SMS）鉱床の将来の採鉱に関連する危険として位置付けています—銅、亜鉛および他の金属の潜在的な源として関心を引いている熱水噴出孔周辺の鉱物が豊富な形成物。そのような岩石を表面に持ち込むことは、海底と比べて、大きく異なる酸素レベル、温度、圧力および湿度に露出させます—USGSが自己加熱を引き起こす可能性があると言う条件。

Ocean Newsは、リスク評価時に個々の鉱床の鉱物特性が重要であり、陸上硫化物採鉱のために開発された既存の安全プロトコルが深海から回収された材料に直接適用されない可能性があることを強調していると報告しました。ScienceAlertは、研究者がそのような貨物を扱う船上での急速な発症火災を引き起こす可能性があることを特に警告したと述べました。

まだ知られていないこと

報告された調査結果は、限定された数の燃焼事象—57個のサンプル中の2つ—に基づいており、Escanaba Troughという1つのサイトからです。レビューされたソースは、異なる鉱物組成を持つ他の熱水サイトでこの反応がどの程度の頻度で発生するかを述べず、採鉱事業者が採用する必要がある具体的な新しい安全プロトコルも概説していません。Ocean Newsによると、研究は代わりに、SMS抽出に合わせた専用のリスク評価およびエンジニアリング制御を求めています。

一目での主要事実

• 2022年にEscanaba Troughからオレゴン・カリフォルニア沖で遠隔操作乗り物を通じて採取されたサンプル。
• 57個の熱水岩石サンプルが集められました；2は実験室での処理中に自然に燃焼しました。
• 可燃性岩石は主にナノ結晶マルカサイトで構成され、これは以前のパイロータイトに取って代わりました。
• ScienceAlertの報告によると、サンプル温度は反応中に100°Cを超えました。
• Scientific Reportsに発行された研究；BOEM およびNOAAの関与とともにUSGSが主導しました。