La domanda di materie prime continua a crescere; i cicli dei materiali rappresentano l'eccezione. Tuttavia, metodi più rispettosi dell'ambiente vengono sempre più utilizzati per esplorare i giacimenti minerari. Gli scienziati dell'Istituto Helmholtz di Freiberg per la Tecnologia delle Risorse (HIF) stanno perseguendo l'approccio di rilevamento di giacimenti minerari profondi utilizzando analisi geochimiche senza penetrare nel terreno nell'ambito del progetto europeo DeepBEAT. I ricercatori stanno testando i metodi in tre aree pilota in Germania, Repubblica Ceca e Finlandia. Il coinvolgimento di tutte le parti interessate è una componente essenziale del progetto per migliorare la comprensione reciproca nei progetti di esplorazione. L'UE finanzia il progetto triennale con cinque milioni di euro.
Le nostre vite altamente tecnologiche stanno spingendo sempre più in alto il consumo di materie prime. Nonostante l'intensa ricerca di processi più efficienti, il solo riciclo non è sufficiente a soddisfare la domanda. Allo stesso tempo, cresce la consapevolezza della responsabilità geopolitica in materia di estrazione di materie prime . Entrambi questi fattori portano alla consapevolezza che le materie prime devono essere sempre più reperite da fonti europee, e in modo socialmente e ambientalmente responsabile.
Per individuare giacimenti ricchi di risorse in Europa, sono necessari nuovi metodi, soprattutto per i giacimenti profondi. Questo perché i segnali geofisici e geochimici provenienti dalle profondità del sottosuolo non sono facilmente distinguibili da quelli superficiali. Per questo motivo, scienziati di sei paesi hanno unito le forze nel progetto di ricerca europeo DeepBEAT (Deep exploration BoostEd by Advanced exploration Technologies ) per applicare metodi di analisi geochimica all'esplorazione e implementare nuove forme di modellazione.
La geochimica è uno strumento importante per molti quesiti geoscientifici. Può essere utilizzata per acquisire informazioni sulla struttura dei materiali, la distribuzione, la stabilità e il ciclo degli elementi chimici e dei loro isotopi in minerali, rocce, suolo, acqua, atmosfera terrestre e biosfera. "Nell'esplorazione geologica, gli approcci geochimici vengono tipicamente utilizzati per analizzare le carote di perforazione e interpretare le informazioni provenienti dalle profondità del sottosuolo. Per quanto riguarda i campioni superficiali, la geochimica viene tradizionalmente applicata ai campioni di suolo, ad esempio, per rilevare contenuti di metalli anormalmente elevati. Questo di solito rileva solo depositi di minerali in prossimità della superficie. Finora, i metodi geochimici per il rilevamento di depositi più profondi sono stati testati solo in studi isolati, che hanno mostrato risultati promettenti", spiega la Dr.ssa Solveig Pospiech, responsabile del progetto HIF.
La scoperta di giacimenti profondi è complicata dalla distanza tra la superficie e il giacimento minerario come sorgente del segnale. La sfida consiste nel fornire metodi efficaci per migliorare il rapporto segnale/rumore. Questi metodi mirano a distinguere se un segnale misurato proviene da sorgenti vicine, ad esempio da rocce esposte o da contaminazioni derivanti da attività industriali, o da una sorgente profonda, ovvero un potenziale giacimento. Ricostruendo i cicli dei materiali sotterranei, gli scienziati acquisiscono una migliore comprensione della situazione geologica. Un aspetto cruciale in questo processo è la selezione di punti di campionamento significativi sul campo e dei materiali campione.
"Combiniamo i risultati analitici ottenuti da scanner portatili e dispositivi di misurazione sul campo, nonché metodi di laboratorio ad alta risoluzione per la geochimica degli isotopi e degli elementi, con le più recenti tecniche di elaborazione dati 3D per differenziare le fonti. Confrontiamo i risultati con le conoscenze sulla situazione geologica e sulla formazione del giacimento. Questo ci permette di formulare ipotesi sulla possibilità di un giacimento in profondità. Tutti i metodi sono progettati per essere minimamente invasivi, il che significa che interferiscono con il sottosuolo solo in misura limitata e integrano set di dati esistenti", spiega Pospiech.
DeepBEAT testerà l'efficacia dei metodi analitici su tre diverse tipologie di giacimenti: una mineralizzazione di stagno-tungsteno-litio nei Monti Metalliferi, un giacimento di terre rare nella Repubblica Ceca e una mineralizzazione di solfuri in Finlandia. In questo modo, si analizzerà quali approcci supportano la scoperta di giacimenti profondi in diversi contesti geologici e quali innovazioni specializzate sono utili per specifiche mineralizzazioni.
"L'attività mineraria è polarizzata, e questo inizia con l'esplorazione, anche quando le tecniche di esplorazione hanno un impatto minimo sull'ambiente e sulla società. Il semplice fatto che una società mineraria visiti una potenziale area di esplorazione solleva spesso preoccupazioni circa la possibilità di attività minerarie a breve distanza. Pertanto, trasparenza, comunicazione aperta e comprensione reciproca sono ancora più importanti. L'accettazione reciproca tra tutti gli stakeholder è quindi un aspetto chiave di DeepBEAT", spiega Pospiech.
Per raggiungere questo obiettivo, si cerca fin dall'inizio una comunicazione trasparente tra gli esploratori e tutti gli stakeholder nei siti di prova, ad esempio attraverso eventi informativi in cui vengono presentati il progetto e i cosiddetti metodi "a bassissimo impatto" (metodi a basso impatto ambientale e sociale). Le informazioni acquisite in merito alle problematiche saranno integrate nel flusso di lavoro esplorativo insieme ai risultati scientifici, come parte integrante del processo di esplorazione. Ciò mira a migliorare l'accettazione pubblica dell'attività mineraria.
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