پیامدهای استخراج مواد معدنی

داستان انسان و زمین زمانی بین 10 تا 30 هزار سال قبل آغاز شد، زمانی که اولین نیاکان ما دریافتند که می توان از تراش سنگ ها، ابزارهایی برای بریدن و شکستن ساخت. نیاز آن دوران، تامین آذوقه چند روز یا چند ماه برای یک خانواده چند نفری بود و سنگ ها به قدری متنوع و فراوان بودند که به زودی بخشی از بقای بشر شدند.

عصر نوسنگی در پی این دوران و پیوسته با آن شکل گرفت. در دوران پارینه سنگی و نوسنگی، انسان ابزارهای مختلفی از تبر و نیزه و چاقو گرفته تا کاسه و حتی انواع نخستینی از چرخ را با استفاده از سنگ هایی که روی زمین یافت می شد، ساخت. این مهارت پس از آتش افروزی، سنگ بنای چیزی را شکل داد که چند ده قرن بعد تمدن نام گرفت.

ترکیب عجیب آتش و انواع خوراکی ها که بنابر یافته های امروزی، کاملاً تصادفی برای انسان مشخص شد، توانست نیاز به کوچ از مناطق خشن یا دنبال کردن حیوانات و فصل ها را از بین ببرد. باستان شناسی و انسان شناسی هنوز نتوانسته اند منشائی جزء یک رخداد تصادفی برای کشف پختن بیابند. نکته جالب اینجا است که داستان همراهی سنگ و آتش نیز کم و بیش شبیه همین داستان است.

بشر نخستین، هرچه در ساخت و بکارگیری ابزارهای سنگی پیشرفت می کرد، متوجه تفاوت انواع سنگ ها با یکدیگر شد و جایی در تاریخ (که دقیقاً مشخص نشده کی و کجا)، دریافت که اگر سنگ های خاصی را به میزان مناسب حرارت دهد، چیز تازه ای از آنها بدست می آورد، بدین ترتیب دوران فلزات را آغاز کرد. عصر مفرغ (برنز) و کشف آهن و کاربری آن در ابزارهای تازه، عمر دوران سنگی را به پایان رساند. در واقع دوران سنگ نه به دلیل تمام شدن سنگ ها بلکه به خاطر کشف جایگزینی بهتر از آن به پایان رسید و این آغاز زخم های عمیقی بر تن زمین بود.

هرچه انسان از آتش و سنگ به سوی اتم ها و خودران ها حرکت می کند، بیشتر به زمین آسیب می رساند و حتی درصدد ورود این آسیب ها به کره ماه است. در این مقاله شما می توانید نگاهی کوتاه به استخراج مواد معدنی داشته باشید.

پس از اینکه کاربردهای مختلف آتش و نقش آن در بهبود وضعیت زندگی برای انسان مشخص شد، دو مسئله اساسی به موتور محرک تمامی جوامع بشری تبدیل شد؛ مسئله یافتن مواد اولیه و موضوع تامین انرژی برای استخراج این منابع است. این دو مسئله ابتدا با معادن رو زمینی و چوب جنگل هایی که 10 تا 5 هزار سال قبل به وفور یافت می شدند، قابل حل بود. بتدریج که این منابع در دید و دانش ما قرار گرفت، انرژی موجود در درختان زنده برای مهار آنها کافی نبود و کاوش برای آهن و مس به کشف شکل دگرگون شده ای از چوب یعنی زغال سنگ منجر شد. از آنجایی که اغلب فلزات و مواد معدنی مورد نیاز برای ساخت انواع ابزارهای تازه، به صورت نمک ها و ترکیبات شیمیایی در دسته نمک ها در زمین وجود دارند، برای استخراج اغلب آنها، به دماهای زیاد نیاز داشتند و این کار با زغال سنگ ممکن شد. در دورانی که صنعت به مهم ترین عامل پیشرفت جوامع تبدیل شده بود، درختان چند میلیون سال قبل که در زیر خاک اروپا و شرق آسیا و دیگر نقاط جهان مدفون شده بودند، انرژی لازم برای تولید فولاد و مس و انواع آلیاژها را تامین می کردند و هنوز تعداد انسان ها آنقدر زیاد نشده بود که مشکلی برایشان به وجود آورد اما زغال هم محدودیت های خاص خود را داشت.

امیدهای بی سرانجام انرژی هسته ای
داستان انرژی و منابع برای جاه طلبی های انسان، در قرن بیستم میهمانی قدرتمند داشت، کشفی که در ابتدا نوید دورانی بدون دود و با فراوانی انرژی را داد. مهار انرژی هسته ای و کشف قوانین حاکم بر آن، امیدهای بسیاری ایجاد کرد اما خیلی زود مشخص شد این انرژی که در زمان تولید و پیش از تولید بسیار پاک تر از انواع فسیلی قبل از خود است، پس از مصرف، زباله ای بر جا می گذارد که عمر آن بیشتر از چشم انداز بقای بشر و امواج حاصل از آن، قاتلی فوری برای ما است.

در مجموع، با وجود اینکه انرژی هسته ای دست کم به مدت نیم قرن، نشان از پیشرفت و توسعه و اهرمی برای جهش جوامع مختلف بود، خیلی زود به بازنشستگی رسید چون حتی زمین که مادرش بود هم توان تحمل و مهار زباله های آن را نداشت. در قرن بیستم یعنی سال های 1900 تا 2000، زمانی که بیش از 5 هزار سال از شکل گیری نخستین جامعه های قانونمند و هدفمند گذشته بود، صورت مسئله و دغدغه اصلی انسان، یافتن منابع انرژی برای تبدیل آنها به یکدیگر و استفاده در بهترین حالت ممکن بود. در این زمان، رسالت یافتن این حالت بهینه از انرژی را تا حدود زیادی از علم شیمی گرفتند و به فیزیک سپردند.

اولین دستاورد فیزیک یعنی انرژی هسته ای هم تهدیدی جدی برای زیستگاه انسان بود اما توسعه ای که دانش فیزیک در کنار مهندسی در مصرف الکتریسیته به عنوان یک منبع انرژی ایجاد کرد، نگرانی انسان قرن بیست و یکم را از یافتن منابع مواد و انرژی به چالشی تازه کشاند.

نمک های زمین، همچنان مشکل گشا هستند.
اجداد ما در چند هزار سال قبل برای یافتن آنچه به آن نیاز داشتند، خاک و سنگ را که اغلب نمک هستند، جستجو کردند و حتی در گشودن قفل گنجینه انرژی نفت نیز از این نمک ها بهره بردند و انواع تازه ای از آنها را هم ساختند ولی مسئله اینجا است که آنچه از زمین گرفته و تغییر داده می شود، به آسانی به جایگاه نخست خود باز نمی گردد.

چرخه مواد و انرژی، در فیزیک و شیمی و طبیعت به اثبات رسیده اما این چرخه دورانی بس کُند و طولانی دارد که در مقابل بلندپروازی ها و تعجیل انسان، کاملاً ناتوان است.

قرن بیستم و یکم با فکری تازه اما دشوار آغاز شد، این فکر چیزی نبود جزء کاهش مصرف هوا و انرژی، برای کاستن از نیاز فوری به سوخت ها و آلاینده های انسانی. اختراع باتری و پیشرفت روز افزون این محصول که همراه با افزایش نیاز انسان به الکتریسیته بود، از نیمه قرن بیستم یعنی 1950 به بعد، روند زندگی را به کلی تغییر داد. وسائل برقی بی شماری به زندگی انسان افزوده شد و با آسان شدن حمل و نقل، نیاز به انتقال و کارآیی این وسائل نیز به یک خواسته عمومی تبدیل شد.

اکنون در سال 2017، پس از دوران مختلف مکیدن و آلوده کردن زمین و آسمان، انرژی الکتریکی به عنوان بهترین شکل از انرژی روزمره، جایگاه خود را تثبیت کرده است اما برای رسیدن به آن، هنوز هم عبور از مسیرهای دود آلود یا پُر از تشعشع قبلی، الزامی به نظر می رسد چرا که شکل های طبیعی انرژی مانند خورشید و باد و گرمای اعماق زمین، بطور کامل قابل مهار و پیش بینی نیستند، اما نیاز انسان بطور دائم و ثابت وجود دارد. در چنین شرایطی، بهترین و تنها راه حل، ذخیره انرژی است که این کار فقط از باتری ها ساخته است.

طی دو دهه اخیر، ساخت باتری ها با استفاده از انواع اکسیدهای فلزی و نمک های مختلف مبتنی بر فلزاتی مانند آهن و مس به اوج و نهایت خود رسید اما با اختراع باتری های یون لیتیوم، گویی نفس تازه در آینده ای تاریک دمیده شد. باتری هایی که ابتدا برای موبایل و لپ تاپ ساخته شدند، اکنون مشتریانی به بزرگی نیروگاه های استرالیا و اکوادور دارند و قرار است چرخ خودروهای الکتریکی آینده را به چرخش در بیاورند.

این نیاز روز افزون موجب شده، دست ما دوباره به زیر گوشت زمین رفته و از آنجا نیکل و کبالت را برای ساخت باتری بیرون بکشد. این دوران تازه، اگرچه در ظاهر پاک تر و دوستانه تر از دوران های قبلی است اما هنوز هم بر مبنای اندوخته های نمک زمین و به بهای بر هم زدن تعادل طبیعی عناصر آن بدست می آید.

نکته: باتری ها در هر نوع و اندازه ای که باشند، یکی از تهدیدهای اصلی محیط زیست به حساب می آیند. این اختراع بسیار کارآمد و پیش برنده بشر، حتی با گذشت چند هزار سال نیز در طبیعت قابل بازیافت نیست و نمک هایی که از باتری های مصرف شده به جا می ماند، گاهی نمونه خارجی در زمین ندارد و فقط باید بدست خود انسان شکسته شود و تغییر شکل یابد.

اکنون نوبت کره ماه است.
جمهوری دموکراتیک کنگو در سال 2016 بیش از نیمی از نیاز 123 هزار تنی جهان به کبالت را تامین کرده و کانادا و استرالیا هر کدام با 6 درصد، در رتبه های بعدی جا گرفته اند. نیکل نیز در این سال ها در کانون توجه قرار گرفته و به عنوان شریک کبالت در ساخت باتری یون لیتیوم، متقاضیان زیادی دارد.

برآورد می شود تقاضا برای نیکل تا سال 2030 به 3 میلیون تن برسد اما نیکل در طبیعت به شکل سولفور نیکل و کبالت نیز به صورت نمک های طبیعی وجود دارد و نکته اساسی اینجا است که استخراج آنها و جدا کردن شان از همراهان نامطلوب، پسماندهایی ایجاد می کند که باز هم نفس زمین را تنگ خواهد کرد. زمینی که در نقاطی مانند کانادا یا اروپا، به دلیل نگرانی از آلوده شدن آن، خراشیده نمی شود و بسیاری از مواد معدنی آن دست نخورده باقی می ماند اما در آفریقا و اغلب نقاط آسیا، پوست زمین به هر بهایی کنده می شود.

کره ماه منابع مختلفی از جمله معادن عظیم نیکل، کبالت، منیزیم و دیگر فلزات کمیاب در خود دارد و به نظر می رسد پس از تاراج پوست و گوشت زمین، این بار نوبت به همسایه آن رسیده است.

منابع

مقاله علمی و آموزشی «پیامدهای استخراج مواد معدنی»، نتیجه ی تحقیق و پژوهش، گردآوری، ترجمه و نگارش هیئت تحریریه علمی پورتال یو سی (شما می توانید) می باشد. در این راستا مقاله بهزاد احمدی نیا در مجله دانشمند، به عنوان منبع اصلی مورد استفاده قرار گرفته است.