Δεν ήσασταν πολύ καλοί στη Χημεία,δικαιολογημένα. Αν δεν πήγατε πρώτη δέσμη (ή θετικό οι πολύ μεγαλύτεροι και οι πολύ νεώτεροι) τον περιοδικό πίνακα τον είχατε πιθανότατα για να του πετάτε βελάκια, όπως όλοι μας. Μας το λέγανε, όμως, οι καθηγητές, ότι θα τον βρούμε μπροστά μας κάποια μέρα και ειχαν δίκιο.
Κάτω κάτω στον περιοδικό πίνακα υπάρχουν δύο σειρές από κάποια στοιχεία που δεν κάνουν παρέα με τα υπόλοιπα. Η πάνω από τις δύο σειρές, που έχει όλα αυτά τα παράξενα ονόματα, κάνει τα κινητά μας να δουλεύουν. Και τους βηματοδότες. Και πολλά ακόμη πολύ σημαντικά πράγματα.
Οι σπάνιες γαίες, όπως ονομάζονται επίσημα, είναι 17 στοιχεία στα οποία βασίζεται όλος ο σύγχρονος πολιτισμός μας, αλλά και κάτι πολύ παραπάνω: Η προσπάθειά μας να περάσουμε σε πιο «πράσινες τεχνολογίες».
Στην πραγματικότητα τα στοιχεία αυτά δεν είναι και τόσο σπάνια, αλλά έχουν δύο πολύ μεγάλα προβλήματα: Εμφανίζονται σε πολύ μικρές συγκεντρώσεις -αντίθετα με το πετρέλαιο ή τον σίδηρο, ας πούμε- και συνήθως ενώνονται με άλλα στοιχεία, γεγονός που κάνει πάρα πολύ δύσκολη την εξόρυξή τους, αλλά και την απομόνωσή τους.
Τι είναι όλα αυτά και που μας χρησιμεύουν;
Ώρα για μάθημα χημείας. Με τη σειρά του ατομικού τους αριθμού, οι σπάνιες γαίες είναι:
* Σκάνδιο – Sc (21): Απαραίτητο στην κατασκευή τηλεοράσεων και λαμπτήρων χαμηλής κατανάλωσης.
* Ύττριο – Y (39): Πολύ σημαντικό στην ιατρική, χρησιμοιείται στα φάρμακα κατά του καρκίνου, της ρευματοειδούς αρθρίτιδας και στα χειρουργικά εργαλεία. Επίσης χρησιμοποιείται στους υπεραγωγούς και τα λέιζερ.
* Λανθάνιο – La (57): Φωτογραφικοί φακοί, γυαλιά μυωπίας και γυαλιά απορρόφησης υπεριωδών ακτινών.
* Σέριο – Ce (58): Καταλύτες αυτοκινήτων.
* Πρασεοδύμιο – Pr (59): Μαγνήτες και ενδυνάμωση μετάλλων.
* Νεοδύμιο – Nd (60): Ακουστικά και μεγάφωνα μουσικής, μικρόφωνα, δίσκοι αποθήκευσης δεδομένων, στρατιωτική βιομηχανία. Και, κυρίως, πράσινη τεχνολογία. κάθε υβρυδικό αυτοκίνητο χρειάζεται μπόλικο Νεοδύμιο για τη μπαταρία του, όπως και οι ανεμογεννήτριες.
* Προμήθειο – Pm (61): Βηματοδότες και ρολόγια.
* Σαμάρειο – Sm (62): Μαγνήτες, ραδιοθεραπείες για τον καρκίνο και πυρηνικοί αντιδραστήρες.
* Ευρώπειο – Eu (63): Έγχρωμες οθόνες και λαμπτήρες.
* Γαδολίνιο – Gd (64): Απαραίτητο για την προστασία των πυρηνικών αντιδραστήρων, τις ραδιοθεραπείες για τον καρκίνο, αλλά και τις απλές ακτινογραφίες.
* Τέρβιο – Tb (65): Τα ίδια με το Ευρώπειο, αλλά πολύ πιο εύχρηστο.
* Δυσπόζιο – Dy (66): Αποθήκευση δεδομένων, πυρηνικοί αντιδρατήρες, υβριδικά και ηλεκτρικά αυτοκίνητα.
* Χόλμιο – Ho (67): Πυρηνικοί αντιδραστήρες και φούρνοι μικροκυμμάτων. concentrators.
* Έρβιο – Er (68): Οπτικές ίνες και λέιζερ.
* Θούλιο – Tm (69): Λέιζερ.
* Υττέρβιο – Yb (70): Θεραπείες για τον καρκίνο, ανοξείδωτο ατσάλι, συσκευές πρόβλεψης σεισμικής δραστηριότητας.
* Λουτέσιο – Lu (71): Θεραπείες για τον καρκίνο, διύλιση πετρελαίου.
Τι καταλάβαμε; Ότι πολύ μεγάλο μέρος των τεχνολογιών που συνιστούν πλέον αναπόσπαστο κομμάτι του πολιτισμού μας, βασίζονται στις 17 σπάνιες γαίες. Οι οποίες ξέρουμε που είναι και σε τι ποσότητα υπάρχουν στο υπέδαφος, αλλά δυσκολευόμαστε ακόμη πολύ να τις εξορύξουμε. Διότι, επιπλέον όλων, τα πετρώματα στα οποία βρίσκονται, είναι συνήθως εξαιρετικά ραδιενεργά.
Χωρίς την Κίνα τέλος τα iPhone – Και όχι μόνο
Αυτά είναι τα κακά νέα. Τα πιο κακά νέα είναι ότι το 90% της εξόρυξης των λανθανιδών -όπως ονομάζονται από το πρώτο στη σειρά τους, το Λανθάνιο- γίνεται στην Κίνα. Και πιο συγκεκριμένα στην Εσωτερική Μογγολία, στο Bayan Obo, όπου υπάρχει συγκέντρωση 48 εκατομμυρίων τόνων τέτοιων μετάλλων, από τα οποία ως τώρα έχει εξορυχθεί μόλις το 35% από το 1957.
Συνολικά στην Κίνα βρίσκονται 55 εκατομμύρια τόνοι σπανίων μετάλλων, που είναι χοντρικά το 40% των παγκοσμίων αποθεμάτων, αλλά έχουν ένα βασικο πλεονέκτημα: Οι Κινέζοι τα δικά τους τα έχουν βρει και δεν έχουν και κανένα θέμα να τα βγάζουν, με όποιο κόστος για το περιβάλλον και τους ανθρώπους που εργάζονται στις εξορύξεις. Και το κόστος είναι τεράστιο.
Μερικές φορές αναρωτιόμαστε γιατί ένα ξεχασμένο από το θεό μέρος σαν την Εσωτερική Μογγολία μπορεί να είναι τόσο σημαντικό. Τα ορυχεία του Bayan Obo δίνουν την απάντηση @Wikimedia
Η Κίνα κρατάει το μεγαλύτερο μέρος για τον εαυτό της και αυτό τη βοηθά να παραμένει πρωτοπόρος στη σύγχρονη τεχνολογία, πλημμυρίζοντας τον πλανήτη με φτηνά κινητά, οθόνες και άλλα προϊόντα τεχνολογίας.
Το 2019, ο Κινέζος Πρόεδρος Τζινπίνγκ είχε πει για τις σπάνιες γαίες ότι είναι «ένας άσος στα χέρια της Κίνας» και απείλησε ευθέως τις ΗΠΑ, οι οποίες με τη σειρά τους τον απειλούσαν με οικονομικό αποκλεισμό, ότι χωρίς αυτές θα γονατίσει η οικονομία τους.
Οι σπάνιες γαίες περιγράφονται συχνά και ως «οι βιταμίνες της χημείας», καθώς αυτό που κάνουν είναι να δρουν σαν καταλύτες και σε μικρές δόσεις φέρνουν θεαματικά αποτελέσματα. Ψήγματα Σέριου και Νεοδύμιου κάνουν τις τηλεοπτικές μας οθόνες αυτό που είναι, τις μπαταρίες μας να κρατάνε περισσότερο και τους μαγνήτες να τραβάνε τα μέταλλα.
Για να το πούμε πιο απλά, αν η Κίνα μάς έκοβε τις σπάνιες γαίες, θα πηγαίναμε πίσω από το iPhone στο BlackBerry. Κι αυτό θα ήταν, όπως είδαμε και πιο πάνω, το λιγότερο.
Ακόμη επτά χώρες βγάζουν σε δραματικά μικρότερες ποσότητες σπάνιαιες γαίες.
Οι ΗΠΑ έχουν το 3.6% της παγκόσμιας παραγωγής που βγαίνει κυρίως από το ορυχείο Mountain Pass στη Καλιφόρνια. Το ορυχείο έκλεισε το 2002 για περιβαλλοντικους λόγους, αλλά ξανάνοιξε το 2012, μετά τις απειλές της Κίνας και πλέον δουλεύει υπερωρίες. Η Ινδία έχει το 2.6% της παγκόσμιας παραγωγής, με τέσσερα κρατικά ορυχεία.
Η Ρωσία έχει το 2.1% της παγκόσμιας παραγωγής, κυρίως από το ορυχείο του Μουρμάνσκ, αλλά οι 1.500 τόνοι που παράγει δεν της φτάνουν, καθώς οι ανάγκες της ξεπερνούν τους 6.000 τόνους. Η Αυστραλία φτάνει το 1.8% της παγκόσμιας παραγωγής, η Βραζιλία ακολουθεί λίγο πιο πίσω, παρότι έχει σημαντικά αποθέματα, η Μαλαισία είναι ανάμεσα στους μικρούς παραγωγούς και μετά έχουμε δύο ακομη παίκτες που ήδη συνασπίζονται σε έναν απρόσμενο συνδιασμό: Το Βιετνάμ και την Ιαπωνία.
Ιαπωνία-Βιετνάμ: Μια απροσδόκητη συμμαχία
Η Ιαπωνία είναι η χώρα με τα δεύτερα μεγαλύτερα αποθέματα λανθανίδων στον κόσμο και πρόσφατα έκανε μια ανακάλυψη που μπορεί να ανατρέψει την παντοκρατορία της Κίνας.
Περίπου 1.850 χιλιόμετρα μακριά από τις ακτές της, στο νησί Μιναμόρι οι γεωτρήσεις διαπίστωσαν ότι υπάρχει μια έκταση 2.500 τετραγωνικών χιλιομέτρων γεμάτη από τα περιζήτητα μέταλλα.
Άλλο ένα μέρος στο πουθενά, κρίσημο για την παγκόσμια οικονομία, το μικροσκοπικό νησί Μινιματόρι.
Οι Ιάπωνες μηχανικοι εκτιμούν ότι εκει κάτω υπάρχουν περίπου 16 εκατομμύρια τόνοι σπάνια μέταλλα, πέντε φορές η ποσότητα που έχει εξορυχθεί σε ολη τη γη από το 1900. Για να το κάνουμε πιο κατανοητό, βρέθηκε αρκετό Ύττριο για να καλύψει τις παγκόσμιες ανάγκες για 780 χρόνια, Δυσπόζιο για 720 και Τέρβιο για 420.
Φυσικά και υπάρχουν κακά νέα και είναι ότι ακόμη η χώρα του Ανατέλοντος Ηλίου δεν έχει βρει τρόπο να τα εξορύξει όλα αυτά και δεν βιάζεται κιόλας διότι βρίσκονται μέσα στην ΑΟΖ της, οπότε κανείς δεν θα της τα πάρει.
Στο μεταξύ υπέγραψε μια συμφωνία συνεργασίας με το κομμουνιστικό Βιετνάμ, διότι το χρήμα και τα σπάνια μέταλλα δεν καταλαβαίνουν από ιδεολογία.
Όταν, πάντως, η Ιαπωνία βρει τρόπο να εκμεταλλευτεί τα αποθέματά της, θα αλλάξει με πολλούς τροπους την παγκόσμια οικονομία, καθώς πλέον οι κατασκευαστές κινητών τηλεφώνων και αυτοκινήτων δεν θα εξαρτώνται από την Κίνα. Κι αυτό είναι πολύ σημαντικό, διότι θα δώσει με πολλούς τρόπους μια ανάσα αρχικά και ένα προβάδισμα μετά σε όσους θέλουν να κατασκευάζουν προϊόντα υψηλής τεχνολογίας και να είναι οικονομικά ανταγωνιστικοί με την Κίνα, χωρίς να εξαρτώνται από αυτήν.
Φυσικά η παραγωγή προϊόντων τεχνολογίας δεν είναι συνάρτηση μόνο των σπάνιων μετάλλων, αλλά και των φτηνών εργατικών χεριών. Αλλά, αυτό είναι άλλη κουβέντα.
Έχουμε και στην Ελλάδα
Στην Ελλάδα έχουν εντοπισθεί σπάνιες γαίες και δεν είναι απίθανο να πρόκειται για αξιοποιήσιμα κοιτάσματα.
Πρόκειται για τα πολυμεταλλικά κοιτάσματα της Σερβομακεδονικής μεταλλογενετικής ζώνης, καθώς και της ζώνης της Ροδόπης στη Βορειοανατολική Ελλάδα, που είναι και τα πιο ελπιδοφόρα για παραγωγή σπανίων γαιών και μετάλλων.
Επίσης, τα κοιτάσματα βωξιτών και λατεριτών της Κεντρικής και Βορείου Ελλάδος, περιέχουν ποσότητες σπάνιων γαιών. Οι «εμφανίσεις» πιθανών κοιτασμάτων υπάρχουν, αλλά μέχρι στιγμής δεν έχουν ερευνηθεί συστηματικά και δεν υπάρχει κανένα πλάνο για τις παραγωγικές τους δυνατότητες.
Καμία έκπληξη εδώ.
