Поднятые со дна океана породы самовоспламенились в лаборатории
Ученые, исследующие перспективы глубоководной добычи полезных ископаемых, столкнулись с неожиданной угрозой. Исследователи из Геологической службы США предупреждают, что некоторые минералы, поднятые со дна океана, способны самопроизвольно загораться при контакте с воздухом. Статья об этом феномене опубликована в журнале Scientific Reports.
Открытие было сделано после того, как два образца металлосульфидных (состоят из металлов и серы) пород, извлеченных из глубоководных недр, внезапно вспыхнули в лаборатории. В процессе горения температура превысила 100 °C, что привело к полному окислению материалов.
Ученые предупреждают: важно предусмотреть риски до того, как начнется промышленное освоение океанического шельфа.
Опасные сокровища
Горючие камни были собраны в 2022 году во время экспедиции по изучению впадины Эсканаба. Исследование проводилось в исключительной экономической зоне США на границе Орегона и Калифорнии. В этом регионе гидротермальная активность сформировала богатые залежи металлов: медь, цинк, железо, а также золото и серебро.
С помощью подводного аппарата-робота ученые собрали 57 образцов гидротермальных пород. Большинство из них состояли преимущественно из сульфидов металлов.
Опасная химическая реакция произошла в лаборатории, когда ученые подвергли образцы сублимационной сушке и последующему измельчению. Два мгновенно воспламенились.
Нанотехнологии природы против безопасности судов
Чтобы понять природу этого явления, исследователи детально изучили минералогию, химический состав и термическое поведение пород. Первоначально предполагалось, что виной всему скрытая в породах гидротермальная нефть или деготь, образующиеся из-за обилия органических осадков. Однако детальный анализ показал, что причиной самовозгорания стал нанокристаллический марказит — крайне нестабильная форма сульфида железа.
Марказит оказался чрезвычайно чувствителен к кислороду. Механическое воздействие (дробление, разламывание и измельчение), а также нагрев запускают бурную экзотермическую реакцию.
Авторы подчеркивают, что глубоководные сульфидные руды по своим физико-химическим свойствам кардинально отличаются от аналогичных месторождений на суше. На воздухе, при изменении давления и влажности, они ведут себя непредсказуемо, что создает угрозу мгновенных пожаров на добывающих судах.
Экологические риски
Международный орган по морскому дну (International Seabed Authority) уже выдал контракты на разведку сульфидных минералов в районе Срединно-Атлантического и Юго-Западного Индийского хребтов. Полномасштабная добыча еще не началась, но новые данные призывают регуляторов к максимальной осторожности.
Эксперты также бьют тревогу из-за экологии. Развитие новой отрасли может стать фатальным фактором для уязвимых глубоководных экосистем. Экологи призывают пересмотреть правила безопасности и стандарты добычи.
