Γραφίτης, ένα ορυκτό για το μέλλον μας
Η Γεωλογική Υπηρεσία της Νορβηγίας πραγματοποιεί επιτόπια έρευνα στο βόρειο τμήμα της Νορβηγίας για να χαρτογραφήσει παλιούς γνεύσιους και γρανίτες. Μεταξύ αυτών των κύριων τύπων πετρωμάτων, βρίσκουμε έναν άλλο τύπο, τον σχιστόλιθο, ο οποίος μπορεί να είναι πλούσιος σε γραφίτη, ένα ορυκτό κρίσιμο για τον σύγχρονο τρόπο ζωής μας.
Μεταξύ των κοινών σκληρών γνεύσιων και γρανιτών του Βεστεράλεν (καφέ βραχώδης επιφάνεια στα δεξιά), βρίσκουμε θρυμματισμένους σχιστόλιθους με μαύρα στρώματα πλούσια σε γραφίτη (μαύρο πέτρωμα κάτω από το σφυρί). Φωτογραφία: Ane K Engvik / NGU.
Μερικές φορές ονομάζεται το μαύρο ασήμι της βόρειας Νορβηγίας, και συνήθως είναι δύσκολο να αναγνωριστεί, καθώς τείνει να βρίσκεται κρυμμένος σε περιοχές με βλάστηση ή ως θρυμματισμένος βράχος σε παραλίες κατά μήκος της ακτής. Αλλά τα διορατικά μάτια των γεωλόγων ξέρουν τι να ψάξουν. Όπου ο σχιστόλιθος είναι πλούσιος σε γραφίτη, αποκτά μια ασημόμαυρη γυαλιστερή εμφάνιση. Τρίβουμε μια γυαλιστερή μαύρη επιφάνεια βράχου με τον αντίχειρά μας και, αν ο αντίχειρας βγει γκρίζος, ξέρουμε ότι ο σχιστόλιθος είναι πλούσιος σε γραφίτη.
Ο γραφίτης αποτελείται αποκλειστικά από το στοιχείο άνθρακα (C) και είναι από τα πιο μαλακά ορυκτά που είναι γνωστά στην επιστήμη. Οι φυσικές του ιδιότητες ελέγχονται από την κρυσταλλική του δομή. Το πλέγμα των ατόμων άνθρακα στον γραφίτη είναι δομημένο ως λεπτά στρώματα που γλιστρούν εύκολα το ένα κατά μήκος του άλλου. Αυτό ακριβώς συμβαίνει όταν γράφουμε με μολύβι: η «μύτη» ενός μολυβιού είναι στην πραγματικότητα γραφίτης, ο οποίος αποβάλλει στρώματα όταν ξύνεται σε χαρτί. Το ίδιο συμβαίνει όταν χρησιμοποιούμε τον αντίχειρά μας για να ελέγξουμε για γραφίτη στην επιφάνεια του βράχου.
Κάτω από το μικροσκόπιο, ο γραφίτης είναι ορατός ως νιφάδες μαύρων ορυκτών. Φωτογραφία: Ane K Engvik / NGU.
Μια κρίσιμη πρώτη ύλη
Τα κοιτάσματα γραφίτη στη βόρεια Νορβηγία είναι γνωστά εδώ και πολύ καιρό. Μερικά από αυτά, για παράδειγμα αυτά στο Βεστερόλεν, αναφέρθηκαν τη δεκαετία του 1850. Παλιά φρέατα ορυχείων, φθαρμένα ξύλινα πλαίσια, σφραγισμένες γεωτρήσεις και κατάφυτοι σωροί σκωρίας μας οδηγούν σε τοποθεσίες όπου κάποτε γινόταν εξόρυξη γραφίτη. Αλλά από τότε, οι γνώσεις μας για το ορυκτό και η χρήση του έχουν αλλάξει.
Σήμερα, ο γραφίτης έχει γίνει ένα ελκυστικό ορυκτό, το οποίο οι γεωλόγοι αναζητούν για άλλη μια φορά. Έχει χαρακτηριστεί ως «κρίσιμη πρώτη ύλη» λόγω της οικονομικής του σημασίας και της συνειδητοποίησης ότι οι αλλαγές στις γεωπολιτικές συνθήκες μπορούν να καταστήσουν την πρόσβασή του αβέβαιη. Στο Senja στο Troms, λειτουργεί σήμερα ένα από τα σημαντικότερα ορυχεία γραφίτη στην Ευρώπη.
Ο πρόδρομος του γραφίτη είναι συνήθως η οργανική ύλη που σχηματίζεται με φωτοσύνθεση. Ο σχηματισμός γραφίτη (γραφιτοποίηση) είναι ουσιαστικά μια θερμική διαδικασία δύο σταδίων: σε αυξανόμενες θερμοκρασίες, απομακρύνονται πρώτα τα μη ανθρακούχα συστατικά (υδρογόνο και νερό). σε θερμοκρασίες άνω των 700°C όλη η οργανική ύλη μετατρέπεται σε γραφίτη. Εάν ο γραφίτης ενσωματωθεί με άλλα ορυκτά, όπως ο χαλαζίας και ο άστριος, σχηματίζεται ο λεγόμενος γραφίτης σε νιφάδες. Η εργασία μας για τον χαρακτηρισμό ορυκτών και τις ισοτοπικές μετρήσεις του γραφίτη στη βόρεια Νορβηγία επιβεβαιώνει αυτή την προέλευση. Αυτό το γεωλογικό περιβάλλον είναι αυτό που βρίσκουμε στις περιοχές γνευσίου της βόρειας Νορβηγίας, όπου το πέτρωμα σχηματίστηκε και μετασχηματίστηκε σε υψηλές θερμοκρασίες βαθιά στον φλοιό πριν από εκατομμύρια και δισεκατομμύρια χρόνια.
Το βραχώδες υπόστρωμα της βόρειας Νορβηγίας φιλοξενεί μερικά από τα σημαντικότερα κοιτάσματα γραφίτη στην Ευρώπη. Η Γεωλογική Υπηρεσία της Νορβηγίας διερευνά πιθανές εμφανίσεις γραφίτη κοντά στο Øksnes στο Vesterålen. Φωτογραφία: Ane K Engvik / NGU.
Ιχνηλασιμότητα κάτω από την ξηρά και το νερό
Τα κοιτάσματα γραφίτη συνήθως κρύβονται σε κατάφυτες περιοχές - όχι μόνο επειδή ο γραφιτικός σχιστόλιθος θρυμματίζεται εύκολα, αλλά και επειδή συχνά εμφανίζεται μαζί με ανθρακικά πετρώματα που παρέχουν καλές συνθήκες για βλάστηση. Γι' αυτό πρέπει να ψάξουμε για να βρούμε γραφίτη. Ευτυχώς, οι σύγχρονες μέθοδοι μας βοηθούν στην αναζήτηση νέων κοιτασμάτων γραφίτη.
Η Γεωλογική Υπηρεσία της Νορβηγίας (NGU) αναχαρτογραφεί τα κοιτάσματα γραφίτη στη Σένια και το Βεστεράλεν από το 2012. Αυτή η εργασία εξακολουθεί να είναι εξαιρετικά επίκαιρη. Ο γραφίτης είναι καλός αγωγός του ηλεκτρισμού. Επομένως, οι γεωφυσικές έρευνες με αεροπλάνα και ελικόπτερα που μεταφέρουν εξοπλισμό για τη μέτρηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας είναι απαραίτητες για την ανίχνευση περιοχών με γραφίτη. Πιθανές ζώνες γραφίτη μπορούν να εντοπιστούν μέσα από βουνά, κάτω από έλη και διασχίζοντας φιόρδ. Με την υποστήριξη των αρμόδιων δήμων, η εξερεύνηση ορυκτών συνεχίζεται επί τόπου με πιο λεπτομερείς έρευνες, γεωτρήσεις σε βραχώδες υπόστρωμα και συλλογή δειγμάτων πετρωμάτων. Σε αυτή την εργασία συμμετείχαν γεωφυσικοί της NGU, εμπειρογνώμονες σε ορυκτούς πόρους, γεωλόγοι σε βραχώδες υπόστρωμα και επιστήμονες εργαστηρίου που συνεργάζονται.
Δεν μπορείς να το καλλιεργήσεις ή να το κυνηγήσεις; Να το εξορύξεις!
Από τα πρώτα ιστορικά χρόνια, το βραχώδες υπόστρωμα έχει χρησιμοποιηθεί ως πόρος και έχει συμβάλει στην ανάπτυξη πολιτισμών. Σήμερα, χρησιμοποιούμε πρώτες ύλες από το βραχώδες υπόστρωμα σε όλους τους τομείς της σύγχρονης ζωής, σε κτίρια και μεταφορές, αλλά και στις πιο καθημερινές εργασίες. Με την τρέχουσα ζήτηση για λύσεις πράσινης ενέργειας, υπάρχει ανάγκη για νέους ορυκτούς πόρους για τη συνέχιση της ανάπτυξης της κοινωνίας μας.
Ο γραφίτης χρησιμοποιείται ως λιπαντικό, στη μεταλλουργική βιομηχανία και στις επαναφορτιζόμενες μπαταρίες που τροφοδοτούν την επανάσταση των ηλεκτρικών μεταφορών. Αυτό το λαμπερό ασημί-μαύρο ορυκτό είναι ζωτικής σημασίας για τη σύγχρονη κοινωνία.
Γεωδίφης νε πληροφορίες από τη σελίδα thebarentsobserver
περισσότερα,
Κέντρο Έρευνας για το Κλίμα και το Περιβάλλον του Άνω Βορρά
https://www.thebarentsobserver.com/partner-content/graphitea-mineral-for-our-future/448472
Engvik AK, Gautneb H, Mørkved PT, Kneževic Solberg J, Erambert M (2023) Proterozoic Deep Carbon—Characterisation, Origin and the Role of Fluids during High-Grade Metamorphism of Graphite (Lofoten–Vesterålen Complex, Norway). Minerals 13(10):1279
Gautneb H, Rønning JS, Larsen BE (2023) A step towards meeting battery raw material demand: the geology and exploration of graphite deposits, examples from northern Norway. Geological Society, London, Special Publications 526: 251–265,
ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΚΟ ΥΛΙΚΟ
Ο γραφίτης αναγνωρίζεται από την ικανότητά του να χρωματίζει τον αντίχειρά σας γκρι. Φωτογραφία: Ane K Engvik / NGU.
Χαρτογραφημένα κοιτάσματα γραφίτη στη βόρεια Νορβηγία. Χάρτης: Γεωλογική Υπηρεσία Νορβηγίας (NGU).