Hvor miljømæssigt ansvarlig er udvinding af lithiumsaltlage? Det afhænger af, hvor gammelt vandet er

En banebrydende ny undersøgelse for nylig offentliggjort i tidsskriftet Earth's Future og ledet af forskere ved University of Massachusetts Amherst i samarbejde med University of Alaska Anchorage, er den første til at redegøre for den hydrologiske påvirkning af lithiumminedrift. Da lithium er nøglekomponenten i lithium-ion-batterierne, der er afgørende for overgangen væk fra fossile brændstoffer og mod grøn energi, er det afgørende at forstå fuldt ud, hvordan man ansvarligt kan opnå det dyrebare element.

Tidligere undersøgelser har ikke behandlet to af de vigtigste faktorer til at afgøre, om lithium opnås ansvarligt:​​alderen og kilden til vandet, lithiumet findes i. Denne første af sin slags undersøgelse er resultatet af mere end et årti af forskning, og det tyder på, at total Vandforbruget i Salar de Atacama overstiger dets genforsyning - selvom, som holdet også påpeger, er virkningen af ​​lithiumminedrift i sig selv forholdsvis lille. Lithiumminedrift tegner sig for mindre end 10 % af ferskvandsforbruget, og dets saltvandsudvinding korrelerer ikke med ændringer i hverken overfladevandsegenskaber eller bassinvandsopbevaring.

Lithium, siger David Boutt, professor i geovidenskab ved UMass Amherst og en af ​​avisens medforfattere, er et mærkeligt element. Det er det letteste af metallerne, men det kan ikke lide at være i fast form. Lithium har en tendens til at forekomme i lag af vulkansk aske, men det reagerer hurtigt med vand. Når regn eller snesmeltning bevæger sig gennem askelagene, udvaskes lithium i grundvandet og bevæger sig ned ad bakke, indtil det sætter sig i et fladt bassin, hvor det forbliver i opløsning som en saltholdig blanding af vand og lithium. Fordi denne saltlage er meget tæt, sætter den sig ofte under lommer af frisk overfladevand, som flyder oven på den lithiumrige væske nedenfor. Disse ferskvandslaguner bliver ofte tilflugtssteder for unikke og skrøbelige økosystemer og ikoniske arter såsom flamingoer.

Mere end 40 procent af verdens påviste lithiumforekomster er placeret i Salar de Atacama, en massiv, tør chilensk saltflade, der omfatter cirka 850 kvadratkilometer, og stedet for forskningen. Salar de Atacama er vært for en række økologiske unikke dyrelivsreservater og er også forfædres hjemsted for flere indfødte Atacameño-samfund, som UMass-teamet arbejdede med. Fordi saltsletterne er så økologisk følsomme og afhængige af knappe forsyninger af ferskvand, risikerer brugen af ​​vand i Salar de Atacama at forstyrre både regionens økologiske sundhed og de oprindelige leveviser.

Og alligevel har der indtil nu ikke været nogen omfattende tilgang til at måle vandforbrug eller lithiumminedrifts indvirkning i Salar de Atacama.

Kompleks hydrologi i chilensk saltflade

"For at forstå den miljømæssige effekt af lithiumminedrift," siger Brendan Moran, en postdoktoral forskningsmedarbejder i geovidenskab ved UMass Amherst og hovedforfatteren af ​​papiret, "skal vi forstå hydrologien i den region, hvor lithium findes. At hydrologi er meget mere kompleks end tidligere forskere har givet det æren for."

For at illustrere kompleksiteten og den tidligere misforståelse om Salar de Atacamas hydrologi, trækker Moran og Boutt på metaforen om en bankkonto. Forestil dig, at du får en lønseddel hver måned; når du går for at balancere dit checkhæfte, så længe dine månedlige udgifter ikke overstiger din månedlige indkomst, er du økonomisk bæredygtig. Tidligere undersøgelser af Salar de Atacama har antaget, at den sjældne nedbør og sæsonmæssige afstrømning fra bjergkæderne, der omkranser den, alene var ansvarlige for vandstandene i saltsletterne, men det viser sig, at antagelsen er forkert.

Ved at bruge en række forskellige vandsporere, der kan spore den vej, som vandet tager på sin vej til Salar de Atacama, såvel som gennemsnitsalderen for vand i forskellige vandområder, inklusive overfladevand og underjordiske grundvandsmagasiner, opdagede Moran og hans kolleger, at Selvom det er lokaliseret, er den seneste nedbør kritisk vigtig, mere end halvdelen af ​​det ferskvand, der fodrer vådområderne og lagunerne, er mindst 60 år gammelt. "Fordi disse regioner er så tørre, og grundvandet så gammelt," siger Moran, "reagerer det overordnede hydrologiske system meget langsomt på ændringer i klima, hydrologi og vandforbrug." Samtidig kan kortsigtede klimaændringer, såsom den seneste store tørke og ekstreme nedbørshændelser, forårsage væsentlige og hurtige ændringer i overfladevandet og de skrøbelige levesteder, de opretholder. I betragtning af at klimaændringer sandsynligvis vil forårsage mere alvorlig tørke over regionen, kan det yderligere understrege områdets vandbudget.

For at vende tilbage til regnskabsmetaforen bliver lønsedlen sandsynligvis mindre og kommer ikke hver måned, men over en periode på mindst 60 år, hvilket betyder, at forskere skal overvåge vandforbruget på en meget længere tidsskala, end de gør i øjeblikket , samtidig med at man er opmærksom på større begivenheder, såsom tørke, i regionen.

Komplet hydrologisk overvågning kræver yderligere værktøjer parret med disse geokemiske sporstoffer. UMass- og UAA-holdene brugte vandforbrugsdata fra den chilenske regering og satellitbilleder, som gjorde det muligt for dem at vurdere den ændrede udstrækning af vådområder i løbet af de sidste 40 år, regnmålere og satellitmålinger til at bestemme ændringer i nedbør i samme periode.

I betragtning af hvor lang tid det tager for grundvandet at bevæge sig i bassinet, "virkningerne af overforbrug af vand kan stadig finde vej gennem systemet og skal overvåges nøje," siger Moran, "potentielle påvirkninger kan vare årtier ud i fremtiden ."

I sidste ende er denne omfattende ramme, som blev finansieret af BMW Group og BASF, anvendelig langt ud over Salar de Atacama. "Det er en moderne tilgang til vandforvaltning," siger Boutt.