Rijetki zemni metali postaju ključni za energetsku budućnost. Novo otkriće pokazuje da ih priroda možda stvara tik ispod naših nogu.
Rijetki zemni metali temelj su baterija, vjetroturbina i niza tehnologija koje drže električnu mrežu na životu. Iako ih u Zemljinoj kori ima mnogo, većinom su razasuti u vrlo malim koncentracijama pa njihovo vađenje zahtijeva golemu količinu energije i ostavlja za sobom značajne količine toksičnog otpada. Zbog tog izazova, koji je istodobno ekološki i geopolitički, znanstvenici sve više istražuju načine da se do tih elemenata dođe bez klasičnog rudarenja.
Biljka koja proizvodi monacit unutar svojih stanica
Nova studija objavljena u časopisu Environmental Science and Technology fokusira se na neobičnu sposobnost paprati Blechnum orientale, jedne od poznatih “hiperakumulatora”. Riječ je o biljkama koje iz tla izvlače metale u razinama nezamislivim za uobičajenu floru. Neke vrste mogu imati i do pet posto metala u ukupnoj masi, što je vrijednost usporediva s niskokvalitetnim rudama.
Znanstvenici iz Kine po prvi put su detaljno pratili što se događa unutar same biljke dok skuplja rijetke zemne elemente. Kombinirali su visokorezolucijske tehnike snimanja i opsežnu kemijsku analizu, a rezultat je neočekivan: paprat u svojim staničnim stijenkama i među-staničnim prostorima stvara nanočestice monacita, minerala koji se industrijski koristi kao izvor lantanida, skandija i itrija.
“Ti se minerali rijetkih zemnih elemenata kristaliziraju u izvanstaničnim tkivima pri uobičajenim uvjetima okoline, tvoreći dendritične nanokristale kroz biološki induciranu mineralizaciju povezanu s procesom samousklađivanja izvan ravnoteže”, navode autori. Dodaju i da je riječ o “prvom otkriću kristala rijetkih zemnih elemenata nastalih u živim biljkama kroz proces fitomineralizacije.”
Fitominiranje: ideja stara desetljećima dobiva novu znanstvenu potporu
Ovakav se mehanizam uklapa u koncept fitorudarenja, pristupa u kojem se biljke koriste kao prirodni alat za izdvajanje metala iz tla. Za razliku od rudnika i klasične prerade rude poput bastnezita ili monacita, ovaj proces napreduje sporije, ali uz znatno manji ekološki trag. Biljka najprije akumulira metal u tkivima, a zatim se iz biljne mase može izdvojiti vrijedna koncentracija metala.
Sjedinjene Države prate ovaj smjer već desetljećima. Prošle je godine ARPA-E, agencija američkog Ministarstva energetike, uložila gotovo 10 milijuna dolara u razvoj tehnologija fitorudarenja usmjerenih prije svega na proizvodnju nikla. Još osamdesetih USDA je u jugozapadnom Oregonu testirala mogućnost uzgoja hiperakumulatora, no projekt je zaustavljen kada se neautohtona vrsta Odontarrhena chalcidica proširila izvan pokusnog polja i postala lokalni ekološki rizik.
Fitorudarenje nije čarobno rješenje. U većini područja jednostavno nema dovoljno metala u zoni korijena da bi ova metoda mogla zadovoljiti globalne potrebe za rijetkim zemnim elementima. No, posljednja otkrića pokazuju da se proces može optimizirati i da određene vrste, poput Blechnum orientale, mogu barem djelomično ublažiti štetu koju stvara konvencionalno rudarenje.
U vremenu u kojem se potražnja za rijetkim zemnim metalima ubrzano povećava, svaka tehnologija koja smanjuje otpad, energiju i rizik za okoliš vrijedi ozbiljnog istraživanja. A priroda, čini se, još uvijek čuva rješenja koja nismo ni očekivali pronaći.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
