หินทะเลลึกติดไฟเองหลังนำขึ้นผิวน้ำ

หินทะเลลึกติดไฟเองหลังนำขึ้นผิวน้ำ กลายเป็นประเด็นสำคัญที่นักวิทยาศาสตร์กำลังจับตามอง หลังการศึกษาพบว่าแร่บางชนิดจากพื้นมหาสมุทรสามารถร้อนขึ้นและลุกไหม้ได้เองเมื่อสัมผัสอากาศบนผิวน้ำ การค้นพบนี้เกี่ยวข้องโดยตรงกับอุตสาหกรรมเหมืองแร่ใต้ทะเลลึก ซึ่งกำลังพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อสกัดโลหะมีค่าจากแหล่งแร่ใต้มหาสมุทร

งานวิจัยจากนักวิทยาศาสตร์ของสำนักงานสำรวจธรณีวิทยาสหรัฐฯ หรือ USGS เผยว่า หินที่อุดมด้วยแร่โลหะซัลไฟด์อาจมีพฤติกรรมแตกต่างอย่างมากเมื่อถูกนำออกจากสภาพแวดล้อมใต้ทะเล หินเหล่านี้เคยอยู่ภายใต้ความดัน อุณหภูมิ และความชื้นเฉพาะตัว เมื่อขึ้นมาอยู่บนบกและสัมผัสกับออกซิเจน ปฏิกิริยาเคมีภายในอาจเปลี่ยนแปลงจนเกิดความร้อนสะสม

หินทะเลลึกติดไฟเองหลังนำขึ้นผิวน้ำ

ทีมวิจัยใช้ยานพาหนะควบคุมระยะไกลเก็บตัวอย่างหินจำนวน 57 ชิ้นจาก 4 พื้นที่ใน Escanaba Trough ซึ่งเป็นบริเวณปล่องน้ำร้อนใต้ทะเลใกล้แนวสันเขา Gorda Ridge นอกชายฝั่งตะวันตกของสหรัฐฯ พื้นที่ดังกล่าวมีแหล่งแร่ซัลไฟด์ขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยโลหะ เช่น สังกะสี ทองแดง และเหล็ก โลหะเหล่านี้เป็นทรัพยากรที่หลายประเทศให้ความสนใจ เพราะมีความสำคัญต่อการผลิตแบตเตอรี่ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และเทคโนโลยีพลังงานสะอาด

เมื่อนำตัวอย่างกลับไปตรวจในห้องทดลอง นักวิจัยบดและทำให้หินแห้งด้วยวิธีแช่เยือกแข็ง จากตัวอย่างทั้งหมด มี 2 ชิ้นที่เกิดการลุกไหม้ขึ้นเองเมื่อสัมผัสอากาศ ผลลัพธ์นี้ทำให้ทีมงานต้องตรวจสอบเพิ่มเติมว่าเหตุใดหินบางก้อนจึงเกิดความร้อนรุนแรง ขณะที่ตัวอย่างอื่นไม่แสดงอาการแบบเดียวกัน

หินทะเลลึกติดไฟเองหลังนำขึ้นผิวน้ำได้อย่างไร

ผลการวิเคราะห์พบว่า ตัวอย่างที่เกิดการเผาไหม้มีองค์ประกอบหลักเป็นแร่มาร์คาไซต์ระดับนาโนคริสตัลไลน์ ซึ่งเป็นแร่เหล็กซัลไฟด์รูปแบบหนึ่ง แร่นี้อาจไม่เสถียรเมื่อสัมผัสออกซิเจน โดยเฉพาะหลังถูกบด แตก หรือขัดจนมีพื้นที่ผิวเพิ่มขึ้น เมื่อพื้นที่ของหินสัมผัสอากาศมากขึ้น ปฏิกิริยาออกซิเดชันก็สามารถเกิดขึ้นได้รวดเร็วกว่าเดิม

การบดและแรงกระแทกไม่ได้เพียงทำให้หินแตกเป็นชิ้นเล็กลงเท่านั้น แต่ยังอาจเติมพลังงานเริ่มต้นให้ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้น เมื่อแร่เริ่มทำปฏิกิริยากับออกซิเจน ความร้อนจะถูกปล่อยออกมา หากความร้อนสะสมเร็วกว่าที่ระบายออก หินก็จะร้อนขึ้นอย่างต่อเนื่องและอาจลุกไหม้ในที่สุด ปรากฏการณ์นี้คล้ายกับวัสดุบางชนิดที่เกิดความร้อนจากการออกซิเดชัน แม้จะดูเหมือนเป็นเพียงก้อนหินธรรมดาก็ตาม

นักวิจัยยังทดสอบการตอบสนองของตัวอย่างต่ออุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น รวมถึงเปรียบเทียบองค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างแร่ของหินที่ติดไฟกับหินที่ไม่ติดไฟ ข้อมูลดังกล่าวช่วยให้เห็นว่าแร่บางชนิดอาจมีความเสี่ยงสูงกว่าชนิดอื่น อย่างไรก็ตาม ยังไม่สามารถสรุปได้ว่าหินจากพื้นทะเลทุกก้อนจะเกิดการเผาไหม้เองเมื่อขึ้นสู่ผิวน้ำ

ผลกระทบต่ออุตสาหกรรมเหมืองแร่ใต้ทะเล

แม้อุตสาหกรรมเหมืองแร่ใต้ทะเลลึกยังไม่ได้เริ่มดำเนินงานเชิงพาณิชย์เต็มรูปแบบ แต่หลายบริษัทและหน่วยงานกำลังทดลองใช้อุปกรณ์สำหรับสำรวจและเก็บแร่จากก้นมหาสมุทร การค้นพบเรื่อง หินทะเลลึกติดไฟเองหลังนำขึ้นผิวน้ำ จึงเป็นข้อมูลด้านความปลอดภัยที่ไม่ควรมองข้าม เพราะกระบวนการทำเหมืองอาจเกี่ยวข้องกับการตัด บด ลำเลียง และเก็บรักษาหินปริมาณมหาศาล

หากหินที่มีแร่ซัลไฟด์เกิดความร้อนระหว่างการขนส่ง อาจนำไปสู่ไฟไหม้ในเรือ บริเวณท่าเรือ หรือสถานที่จัดเก็บแร่ได้ นอกจากนี้ ความร้อนและการทำปฏิกิริยากับอากาศอาจสร้างควันหรือสารประกอบที่เป็นอันตรายต่อคนงานและสิ่งแวดล้อม ผู้ประกอบการจึงอาจต้องออกแบบภาชนะปิด ระบบตรวจวัดอุณหภูมิ และวิธีควบคุมออกซิเจนให้เหมาะสมตั้งแต่ขั้นตอนนำหินขึ้นจากทะเล

องค์การพื้นทะเลระหว่างประเทศ หรือ ISA ได้ออกสัญญาสำรวจแร่ซัลไฟด์จำนวน 31 ฉบับในบริเวณสันเขาใต้ทะเลหลายแห่ง รวมถึง Northern Mid-Atlantic Ridge และ Southwest Indian Ridge การสำรวจเหล่านี้สะท้อนให้เห็นว่าโลกกำลังให้ความสนใจกับทรัพยากรใต้ทะเลมากขึ้น แต่ในขณะเดียวกันก็แสดงให้เห็นถึงความจำเป็นในการประเมินความเสี่ยงอย่างรอบด้าน

มาตรการที่อาจช่วยลดความเสี่ยง

• ตรวจสอบชนิดของแร่และโครงสร้างหินก่อนนำขึ้นสู่ผิวน้ำ
• ควบคุมการสัมผัสออกซิเจน ความชื้น และอุณหภูมิระหว่างการขนส่ง
• หลีกเลี่ยงการบดหรือทำให้หินแตกโดยไม่จำเป็นในพื้นที่เปิด
• ติดตั้งระบบตรวจวัดความร้อนและอุปกรณ์ดับเพลิงเฉพาะทาง
• จัดทำมาตรฐานความปลอดภัยสำหรับเรือ คนงาน และคลังเก็บแร่

USGS ระบุว่า หินจากพื้นทะเลจะต้องเผชิญสภาพแวดล้อมที่แตกต่างจากใต้ทะเลอย่างมาก ทั้งการสัมผัสออกซิเจน การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความดัน และความชื้น ปัจจัยเหล่านี้อาจเปลี่ยนวิธีที่แร่ซัลไฟด์ทำปฏิกิริยา รวมถึงปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้น ดังนั้น การวิจัยเพิ่มเติมจึงมีความสำคัญต่อการกำหนดกฎระเบียบก่อนเริ่มทำเหมืองในระดับอุตสาหกรรม

โดยสรุป หินทะเลลึกติดไฟเองหลังนำขึ้นผิวน้ำ ไม่ได้หมายความว่าการทำเหมืองใต้ทะเลจะต้องยุติลง แต่เป็นสัญญาณเตือนว่าทรัพยากรธรรมชาติอาจมีความเสี่ยงที่คาดไม่ถึง การพัฒนาอุตสาหกรรมนี้ควรเดินหน้าอย่างระมัดระวัง พร้อมใช้ข้อมูลวิทยาศาสตร์ออกแบบขั้นตอนขนส่งและจัดเก็บที่ปลอดภัย หากคุณสนใจข่าววิทยาศาสตร์และสิ่งแวดล้อม ควรติดตามผลการวิจัยใหม่ ๆ เพราะความรู้เหล่านี้อาจเป็นกุญแจสำคัญในการสร้างสมดุลระหว่างการใช้ทรัพยากรกับความปลอดภัยของมนุษย์และโลก

ที่มา – Deep-Sea Rocks Spontaneously Combusted After Scientists Brought Them to the Surface