在未來(lái),黃石火山這樣的超級(jí)火山或許能夠?yàn)殡妱?dòng)汽車和智能手機(jī)帶來(lái)電力??茖W(xué)家們?cè)谶@類火山的古老礦藏中發(fā)現(xiàn)了大量的鋰——一種用于制造鋰電池,但供應(yīng)量日益減少的化學(xué)元素。
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鋰是一種柔軟的白色金屬,最早于1817年由約翰·奧古斯特·阿爾費(fèi)特遜(Johan August Arfvedson)發(fā)現(xiàn),如今已廣泛應(yīng)用于制造業(yè)之中,尤其是手機(jī)、筆記本電腦、相機(jī)和車輛的充電電池。同時(shí),它也被用于精神病治療和核武器制造。
7 ]% m q" Q# d. m% g目前,世界上大部分的鋰來(lái)自澳大利亞和智利,一般是從鹽水、偉晶巖(火成巖)和沉積巖中提取而出。但這是一種有限的資源。隨著汽車制造業(yè)和科技公司越發(fā)偏向于制造由電池供電的設(shè)備,鋰正變得越來(lái)越稀缺,供不應(yīng)求。
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在《自然·通訊》發(fā)表的一篇論文中,斯坦福大學(xué)和美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的研究人員在美國(guó)的超級(jí)火山中發(fā)現(xiàn)了潛在的鋰礦床。
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這些火山能夠產(chǎn)生巨大的噴發(fā),大約是平均水平的1000倍。除了著名的黃石火山,美國(guó)還有三座超級(jí)火山,分別是火山口湖(Crater Lake)、長(zhǎng)谷火山(Long Valley)和瓦勒斯火山(Valles Caldera)。
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當(dāng)這些火山爆發(fā)時(shí),它們的頂部會(huì)坍塌形成大型的凹陷,即破火山口。這些凹陷常常被水填充成為湖泊,噴發(fā)時(shí)噴出的灰燼和浮石會(huì)散布在破火山口周圍,形成古老的礦床。
, N5 Q; E& u/ ~! J- k7 O由于這些超級(jí)火山是由鋰含量豐富的巖漿形成的,所以該研究團(tuán)隊(duì)將其視作潛在的鋰礦源。數(shù)千年來(lái),鋰從火山沉積物中滲出,在火山口的湖泊中不斷積累,最終聚集中在粘土中。
1 |- c/ ]" T9 X! {. j. ?該團(tuán)隊(duì)研究了從多個(gè)火山取回的樣本,包括內(nèi)華達(dá)州的高巖(High Rock)火山口體系、墨西哥的塞拉利昂·拉·普里馬韋拉(Sierra la Primavera)火山、西西里海峽的潘泰萊里亞(Pantelleria)火山島、黃石火山以及科羅拉多州的海德威帕克(Hideaway Park)。通過(guò)比較這些在不同地質(zhì)構(gòu)造處形成的巖漿濃度,研究者們發(fā)現(xiàn),超級(jí)火山可能含有大量富鋰粘土礦床。
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“過(guò)去以為,除非巖漿中的鋰含量很高,否則就沒有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。但現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn),如果巖漿數(shù)量足夠大,即使含量較低也值得開發(fā),”該論文的共同作者蓋爾·馬胡德(Gail Mahood)在一份聲明中說(shuō)道,“要形成鋰礦床,巖漿本身的鋰含量不需要特別高?!?/div>
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德國(guó)德累斯頓,在大眾汽車透明工廠新生產(chǎn)線外充電的大眾e-Gol電動(dòng)車。, L" l- J; i+ u
& f9 a$ v3 Y- a7 j c0 p: O, A該團(tuán)隊(duì)寫道,在未來(lái)幾十年內(nèi),鋰礦源大有用處——它可以滿足日益增長(zhǎng)的鋰需求,促進(jìn)“全球鋰供應(yīng)鏈多樣化”。
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“我們將不得不使用電動(dòng)汽車和大型蓄電池來(lái)減少碳排放,”馬胡德說(shuō)道,“在美國(guó)找到鋰礦源非常重要,這樣我們才不會(huì)因?yàn)橐蕾嚹骋患夜净蚰骋粋€(gè)國(guó)家,從而在經(jīng)濟(jì)或政治上受制于人。”
1 m- l9 d8 ~% r7 r該論文的主要作者托馬斯·本森(Thomas Benson)補(bǔ)充說(shuō):“之前發(fā)生過(guò)淘金熱,所以我們知道如何得到黃金,為何會(huì)有黃金,哪里又會(huì)有黃金,但是我們從未有過(guò)鋰礦熱。對(duì)鋰的需求已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)將科學(xué)家對(duì)其的了解拋在了身后,所以這種資源背后的基礎(chǔ)科研必須跟上步伐?!?/div>
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