연구자들은 사화산이 희토류 원소의 중요한 공급원일 수 있다는 사실을 발견했습니다. 최근 연구에 따르면 이러한 사화산에는 철분이 풍부한 마그마가 존재하며, 이는 전기 자동차나 풍력 터빈과 같은 재생 에너지 기술에 필수적인 재료의 풍부한 저장고 역할을 할 수 있습니다.
이 연구는 작년 스웨덴 북극 키루나에서 발견된 중요한 발견에 이은 것입니다. 이곳에서는 약 1.6억 년 전 격렬한 화산 활동으로 형성된 것으로 추정되는 거대한 철광석층에서 엄청난 양의 희토류 원소가 발견되었습니다. 이 발견은 호주국립대학교(ANU)와 중국과학원(CSU)의 과학자들이 추가 조사를 진행하게 된 계기가 되었습니다.
ANU의 연구원이자 이 연구의 저자 중 한 명인 마이클 아넨버그는 그들의 목적이 희토류 원소의 존재가 단지 우연의 일치인지 아니면 이 고대 화산의 철이 풍부한 특성과 본질적으로 관련이 있는지를 확인하는 것이라고 설명했습니다.
이 화산들이 드물고 활동이 거의 없어 현장 연구는 불가능했습니다. 대신 연구진은 실험실에 마그마 챔버를 재현했습니다. 사화산에서 나온 것과 유사한 합성 암석을 사용하여 용광로에서 고온 고압에 노출시킨 후, 그 결과로 생성된 용암의 거동을 관찰했습니다.
연구 결과에 따르면 철이 풍부한 마그마는 주변 환경에서 희토류 원소를 흡수하는 데 특히 효율적이며, 일반적인 화산 마그마보다 최대 200배 더 높은 효율을 보입니다. 이는 이전에 간과되었던 전 세계의 사화산에도 이러한 중요한 물질이 상당량 매장되어 있을 수 있음을 시사합니다.
미국, 칠레, 호주와 같은 지역은 철광석 채굴 현장에서 귀중한 희토류 매장지를 발견할 가능성이 있습니다. 이러한 제안은 새로운 지역을 훼손하지 않고도 자원 활용도를 높여 기업에 경제적 이익을 제공할 수 있습니다. 아넨버그는 "이는 경제적 이익과 환경 보존을 동시에 달성하는 '윈-윈' 시나리오가 될 수 있습니다."라고 말했습니다.
암스테르담 자유대학교 에너지 핵심 금속학과 조교수인 링리 저우(Lingli Zhou)는 이 연구의 혁신적인 접근 방식을 극찬했습니다. "연구진은 실험실에서 시작하여 자연 환경을 모방하여 희토류가 지각 전체의 작은 공간에 어떻게 축적될 수 있는지 이해하려고 노력했습니다."라고 저우 조교수는 말하며 이 연구가 희토류 공급망 다각화에 기여할 수 있는 잠재력을 강조했습니다.
밝은 전망에도 불구하고, 환경적, 윤리적으로 지속 가능한 희토류 채굴의 어려움은 여전히 남아 있습니다. 채굴 과정에는 토양과 지하수를 오염시킬 수 있는 독성 화학 물질이 종종 사용됩니다. 또한, 아동 노동을 포함한 공급망 내 인권 문제가 보고되고 있습니다.
일부 전문가들은 폐기된 전자제품, 전기 자동차 및 기타 자원에서 희토류 원소를 재활용하는 데 더욱 집중해야 한다고 주장합니다. 최근 연구에 따르면 이러한 재활용 소재는 신규 채굴 활동의 필요성을 크게 줄일 수 있는 것으로 나타났습니다.
지속 가능한 에너지 기술로의 전환으로 희토류 원소에 대한 전 세계적 수요가 계속 증가함에 따라, 이번 연구 결과는 새로운 실행 가능한 공급원을 찾는 데 있어 잠재적으로 중요한 단계를 제공하는 동시에, 이를 추출하는 데 따르는 환경적, 윤리적 영향을 해결하는 데도 도움이 될 것입니다.
