گیاهان به کمک کاوشگری طلا می‌آیند…

مهدی نیکوئی – گروه معدن: معدنکاری عصر طلایی خود را به سر رسانده و در آینده شاهد دشواری‌های بیشتری خواهد بود. این موضوع تنها به‌دلیل کاهش قیمت محصولات معدنی در بازارهای جهانی نیست؛

شرایطی که به اندازه کافی برای بخش معدن جهان فاجعه‌بار است. اما مشکل اصلی آنجاست که همزمان با این قیمت‌ها، بهای تمام شده تولیدات معادن هم افزایش یافته، عیار ذخایر معدنی کاهش داشته و بحران آب و انرژی هم بسیاری از آنها را تهدید می‌کند. چنین عواملی باعث شده که شرکت‌های معدنی مختلف به فکر افزایش بهره‌وری فرآیندهای تولیدی خود و آزمایش شیوه‌های جدید معدنکاری بیفتند. در این میان، رشد علم زیست‌شناسی هم به معدنکاری کمک می‌کند تا راحت‌تر بتواند این مسیر را طی کند. یافته‌های این علم در چند اخیر خدمت زیادی به معدنکاری داشته که ۲ مورد از آنها بازتاب رسانه‌ای گسترده‌ای داشت.
کشف ذخایر معدنی با بررسی گیاهان
پوشش گیاهی هر منطقه از زمین با مناطق دیگر تفاوت دارد و این تفاوت را عوامل مختلفی تعیین می‌کنند. یکی از این عوامل، منابع معدنی نهفته در هر خاک یا ذخایر پنهان آن است. این موضوع دانشمندان را به فکر انداخت که به بررسی ارتباط ذخایر معدنی هر منطقه و پوشش گیاهی مرتبط با آن بپردازند. این رشته مطالعات هنوز هم با جدیت ادامه دارد اما مهم‌ترین کشف آنها، گیاهی بود که روی ذخایر الماس می‌روید. پژوهشگران یک گیاه خاردار شبه‌نخل را در غرب افریقا شناسایی کرده‌اند که تنها در نزدیکی الماس رشد کرده و می‌تواند به بهترین دوست شکارچیان این سنگ ارزشمند تبدیل شود.
به گزارش «اکونومیک ژئولوژی» گیاه «پانادانوس کاندلابرام» به خاک‌های غنی از کیمبرلیت علاقه‌مند بوده که نوعی سنگ آذرین مرتبط با الماس است. این گیاه به ویژه در لیبی موجود بوده و می‌تواند به ابزاری کلیدی برای جویندگان الماس تبدیل شود.
پیش از این گیاهان دیگری شناسایی شده بودند که با عناصری مانند مس ارتباط داشتند و از آنها به عنوان «ژئوبوتانی» یاد می‌شود. اما به‌نظر می‌رسد که پانادانوس کاندلابرام نخستین گونه گیاهی است که روی معادن بالقوه الماس می‌روید.
الماس که در اعماق صدها کیلومتری زمین شکل می‌گیرد، به‌وسیله لوله‌های کیمبرلیت به سطح آورده می‌شود. لوله‌های کیمبرلیت، ستون‌های سنگ‌های آتشفشانی هستند که از فوران‌های باستانی شکل گرفته‌اند. دکتر استفان هاگرتی از دانشگاه بین‌المللی فلوریدا در میامی، نخستین فردی بود که این گیاه را در نزدیکی این لوله‌های نادر شناسایی کرد.
لوله‌های کیمبرلیت ممکن است نسبتا بزرگ باشند که نمونه کشف شده به‌وسیله دکتر هاگرتی از عرض ۵۰ متر و طول ۵۰۰ متر برخوردار بود؛ اما این لوله‌ها کمیاب بوده و تنها ۱۰ درصد آنها دقیقا از الماس برخوردارند که از آن میان، تنها ۱۰درصد آنها دارای الماس خوب و باکیفیت هستند.
به‌نظر می‌رسد که این گیاه از منیزیم، پتاسیم و فسفر موجود در خاک کیمبرلیت تغذیه می‌کند. از مزایای این گیاه می‌توان به صرفه بودن آن در امر حفاری برای الماس اشاره کرد، زیرا مناطق کمتری در جست‌وجو برای این سنگ ارزشمند مورد کاوش قرار خواهند گرفت.
کشت و برداشت فلزات
روش نوین دیگری که با تکیه بر زیست‌شناسی ابداع شده و هم‌اکنون بررسی اقتصادی آن در دستور کار دانشمندان قرار دارد، «فیتوماینینگ» نامیده می‌شود. این روش بر این اصل مبتنی است که گیاهان، فلزات و مواد آلی خاک میزبان خود را از طریق آب به داخل خود می‌کشند و از آن نگهداری می‌کنند. به این صورت غلظت فلزات مختلف در برگ‌ها یا دیگر اندام‌های گیاه‌های مشابه در زمین‌های متفاوت با یکدیگر فرق می‌کند.
گروهی بین‌المللی از دانشمندان اعلام کردند که با تکیه بر این اصل و روش ابداعی‌شان (فیتو ماینینگ) می‌توانند طلا را از گیاهان کشت و برداشت کنند؛ روشی که از گیاهان برای استخراج ذرات این فلز ارزشمند از خاک استفاده می‌کند.
تعدادی از گیاهان دارای توانایی طبیعت برای جذب فلزاتی مانند نیکل، کادمیوم و روی و همچنین انباشت آنها در برگ و ریشه‌های‌شان هستند. سال‌ها است که دانشمندان در حال کندوکاو چنین گیاهانی موسوم به «فوق‌انباشت‌کنندگان» برای برطرف‌کردن آلودگی هستند.
با این حال، تاکنون انباشت‌کنندگان طلا شناخته‌شده نبوده‌اند، زیرا طلا به آسانی در آب حل نمی‌شود و بنابراین هیچ راه طبیعی برای گرفتن این ذرات از طریق ریشه این گیاهان وجود ندارد. به گفته «کریس اندرسون» از دانشگاه «ماسی» نیوزیلند، در شرایط شیمیایی خاصی، می‌توان منجر به حل‌پذیری طلا شد.
این فناوری چنین عمل می‌کند: باید ابتدا گیاهان دارای رشد سریع مانند خردل، آفتابگردان یا تنباکو را پیدا کرد که دارای «انبوه برگی» بالای زمین باشند. این گیاه را باید در خاکی که حاوی طلاست کاشت. انباشت‌های باطله یا پس‌مانده‌های احاطه‌کننده معادن طلای قدیمی مکان مناسبی برای انجام این عمل هستند.
استخراج معدن به روش معمول ۱۰۰درصد طلا را از مواد معدنی استخراج نمی‌کند و مقداری از این مواد اتلاف می‌شوند. زمانی که این گیاهان به ارتفاع کامل خود می‌رسند، باید ماده شیمیایی وارد خاک کرد که طلا را قابل حل می‌کند. هنگامی که گیاه به درون خاک نفوذ و آب را از خلال روزنه‌های ریز روی برگ‌هایش جذب می‌کند، آب طلا را از خاک جذب کرده و آن را در توده زیستی‌اش انباشت می‌کند. گام بعدی برداشت طلاست.
به گفته اندرسون، وارد کردن طلا به گیاه، بخش ساده و خارج کردن طلا از آن بخش دشوار کار به شمار می‌آید. طلا در ماده گیاه رفتار متفاوتی دارد. اگر گیاهان سوزانده شوند برخی از این طلا به خاکستر گیاه متصل باقی خواهد ماند اما برخی دیگر ناپدید می‌شوند. پردازش خاکستر دشواری‌هایی دارد و نیازمند استفاده از میزان زیادی اسیدهای قوی است که می‌توانند برای انتقال طلا مضر و خطرناک باشند.
به همین دلیل، اندرسون تاکید دارد فیتوماینینگ طلا هرگز نخواهد توانست جای معدن کاوی طلا را بگیرد. ضمن آنکه حتی در صورتی که این طرح موفق به استخراج طلا نشود، چشم‌اندازهای جدیدی را برای انسان ترسیم می‌کند که ۳ مورد از آنها می‌تواند معدنکاری را متحول کند.
نخست آنکه: طلای یافته شده در گیاهان به شکل نانوذرات است از این‌رو قابلیت زیادی برای صنعت شیمی دارد که از نانوذارت طلا به‌عنوان کاتالیستی برای واکنش‌های شیمیایی استفاده می‌کنند. از این رو شاید در آینده بتوان شاهد این موضوع بود که طلای مورد نیاز بسیاری از صنایع شیمیایی از این طریق تولید شوند.
مزیت دوم این طرح قابلیت استفاده از آن در عیارهای پایین است و به این صورت شاید بتوان از آن حتی در خاک‌هایی که استخراج طلا از آنها صرفه اقتصادی ندارد (مانند باطله‌های معدنی)، هم استفاده کرد. اما آخرین و مهم‌ترین دستاورد این یافته برای معدنکاری، حفظ محیط‌زیست است.
مواد شیمیایی دخیل در حل‌پذیری طلا همچنین گیاهانه را ترغیب می‌کنند که سایر آلاینده‌های خاک از قبیل جیوه، آرسنیک و مس را نیز جذب کنند. این مواد آلاینده‌های معمول در باطله‌های معدن هستند که می‌توانند برای انسان‌ها و محیط خطرآفرین باشد. اندرسون هم‌اکنون در حال همکاری با پژوهشگرانی از اندونزی برای طراحی سیستم پایداری برای معدنکاران خرد طلا است که از این تکنیک برای کاهش آلودگی جیوه ناشی از فعالیت‌شان استفاده کنند.