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Titolo : Impariamo a ridurre le plastiche in mare

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I noduli metallici sottomarini, futura risorsa dell’Umanità?

Reading Time: 5 minutes

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livello elementare
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ARGOMENTO: GEOLOGIA
PERIODO: XX SECOLO
AREA: OCEANO PACIFICO
parole chiave: oceanografia, minerali, sfruttamento consapevole

 

Gli abissi del mare, milioni di chilometri quadrati di fondale, conservano minerali preziosi. Sono chiamati noduli metallici e contengono principalmente manganese ma anche nichel, cobalto e rame, tutti materiali appetibili per le sempre maggiori necessità industriali del III millennio. Sebbene se ne parli da molto, la loro estrazione non è così immediata. Ci sono problemi legali (non mancano mai) ma anche tecnici e ambientali da non trascurare.

Vediamo di capire di cosa stiamo parlando
Gli abissi marini, posti per lo più al di fuori delle zone economiche esclusive (ZEE), offrono molte risorse minerarie. Forse meno note sono le croste di sedimento duro, ricche di cobalto, che si formano sui fianchi dei vulcani sottomarini. Come i noduli, queste croste si sono formate nel corso di milioni di anni quando i composti metallici nell’acqua incominciarono a precipitare sul fondo del mare.

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Durante una campagna oceanografica una nave di ricerca cinese ha raccolto dei campioni di croste ricche dì cobalto dello spessore di 30 centimetri. Le croste di cobalto possono contenere concentrazioni di cobalto, titanio, nichel, platino, molibdeno, tellurio, cerio e altri elementi metallici e di terre rare, secondo l’Autorità internazionale dei fondali marini – credito Meteoric Resources.

Insieme alle croste di cobalto, i noduli metallici, in particolare quelli di manganese, sono considerati i più importanti giacimenti di risorse minerarie del mare. Queste concrezioni, di relativamente piccole dimensioni, contengono principalmente manganese, ferro, nichel, rame, titanio e cobalto. I depositi di noduli di manganese sottomarini sono particolarmente interessanti perché contengono, in percentuale, quantità maggiori rispetto ai depositi terrestri. 

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La loro presenza è concentrata in particolar modo nell’Oceano Pacifico e nell’Oceano Indiano, in ampi bacini a profondità comprese tra 3500 e 6500 metri. I noduli giacciono liberamente sul fondo del mare, ma a volte possono essere ricoperti da un sottile strato di sedimenti. In particolare sono particolarmente abbondanti in quattro regioni dell’oceano:

ZONA CLARION-CLIPPERTON (CCZ)
Un’area di circa nove milioni di chilometri quadrati, circa la dimensione dell’Europa, sita nel Pacifico, estendendosi dalla costa occidentale del Messico alle Hawaii dove i noduli non sono distribuiti uniformemente ma raggruppati in aree con una maggiore concentrazione. In media, un metro quadrato nella zona di Clarion-Clipperton contiene circa 15 chilogrammi di noduli di manganese ma, in alcune aree, la densità può salire fino a 75 chilogrammi. Si stima che la CCZ possa contenere circa 21 miliardi di tonnellate di minerali.

BACINO DEL PERÙ
Il bacino del Perù si trova a circa 3.000 chilometri al largo della costa peruviana. È grande circa la metà della zona di Clarion-Clipperton. La regione contiene una media di dieci chilogrammi di noduli di manganese per metro quadrato.

BACINO DI PENRHYN 
E’ per importanza la terza area di noduli di manganese dell’oceano Pacifico, sita in prossimità delle Isole Cook, a poche migliaia di chilometri ad Est dell’Australia, con una superficie di circa 750.000 chilometri quadrati. Si stima che nel bacino di Penrhyn la concentrazione sia maggiore di 25 chilogrammi di noduli di manganese per metro quadrato.

OCEANO INDIANO
Nell’oceano Indiano centrale è stata scoperta un’area di dimensioni simili a quelle del bacino di Penrhyn con una densità di circa 5 chilogrammi di noduli di manganese al metro quadro.

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Come si formano i noduli?
La formazione dei noduli di manganese è relativamente semplice. I composti metallici disciolti nell’acqua di mare precipitano nel tempo attorno a un nucleo di qualche tipo sul fondo del mare. Il processo di crescita può avvenire in due modi. Nel processo idrogenetico, i composti metallici precipitano verso il fondo. In gran parte ciò coinvolge la vernadite, un minerale che si trova in ambiente marino o d’acqua dolce sotto forma di incrostazioni dei noduli di manganese. Composti di altri metalli si uniscono in quantità minori.

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Il secondo processo, definito crescita diagenetica”, non si verifica nella colonna d’acqua ma all’interno dei sedimenti. L’acqua di mare penetra nei sedimenti dei fondali marini, trasportando particelle metalliche, e reagendo con i sedimenti che si arricchiscono di composti metallici depositati attorno al nucleo di crescita del nodulo.

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La crescita è molto lenta. In un milione di anni le loro dimensioni aumentano dell’ordine di poche decine di millimetri. In particolare, quelli generati nel processo idrogenetico hanno una crescita minore, fino a 10 millimetri per milione di anni, mentre quelli diagenetici tra 10 e 100 millimetri. Ciò significa che i noduli di manganese possono crescere solo in aree in cui le condizioni ambientali rimangono stabili in questo tipo di scala temporale.

Per la formazione dei noduli di manganese sono necessari:
– bassi tassi di sedimentazione del materiale sospeso per evitare che vengano coperti troppo rapidamente;
– un flusso costante delle acque di fondo antartiche che eliminano le particelle fini di sedimento che altrimenti seppellirebbero i noduli nel tempo; 
– un buon apporto di ossigeno come nel caso del fondale antartico, che trasporta acqua ricca di ossigeno dalla superficie del mare a profondità maggiori;
– un sedimento poroso in grado di trattenere grandi quantità di acqua interstiziale. Questo è particolarmente importante per la crescita dei noduli diagenetici.

Regioni diverse – composizioni diverse
A parità di ambiente e di condizioni per la formazione dei noduli di manganese, il contenuto di metallo varia da luogo a luogo. Ad esempio quello di manganese più alto (34%) si ritrova nei noduli del bacino del Perù, mentre quello di ferro  nei noduli del bacino di Penrhyn (16,1%) dove si ha anche il maggior contenuto di cobalto, con un sostanziale 0,4%. Secondo le stime degli esperti, vi si potrebbero produrre 21 milioni di tonnellate di cobalto. Una grande quantità se si pensa che le riserve economicamente realizzabili a terra ammontano attualmente a circa 7,5 milioni di tonnellate.

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Sebbene le quantità di metalli siano enormi, esistono dei problemi, che affronteremo in un prossimo articolo, sia legali (UNCLOS), che tecnici e ambientali che potranno essere forieri di nuovi territori di contesa da parte delle superpotenze.

Andrea Mucedola

 

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