A caldeira de McDermitt e o enorme depósito de lítio em argila

Sob uma antiga cratera vulcânica na fronteira entre Nevada e Oregon encontra-se um enorme depósito de argila rica em lítio. Os cientistas acreditam agora que esta paisagem discreta pode conter lítio suficiente para influenciar o mercado mundial de baterias durante décadas.

Um novo estudo defende que a caldeira de McDermitt poderá albergar cerca de 20 a 40 milhões de toneladas métricas de lítio, provavelmente o maior depósito alguma vez identificado.

Partindo do preço médio recente dos contratos nos Estados Unidos para carbonato de lítio - cerca de 37,000 dólares por tonelada - essa estimativa corresponde a quase 1,5 biliões de dólares.

Supervulcão cheio de lítio

O depósito está dentro de uma caldeira, isto é, uma grande cratera vulcânica formada quando uma câmara magmática colapsa. Esta bacia em particular estende-se por cerca de 45 km de norte a sul e 35 km de leste a oeste ao longo da linha entre Nevada e Oregon.

O trabalho sobre este depósito foi liderado por Thomas R. Benson, PhD, da Lithium Americas Corporation (LAC). A sua investigação centra-se em como se formam minerais ricos em lítio em terrenos vulcânicos.

Há cerca de 16 milhões de anos, uma erupção de grande escala esvaziou grande parte da câmara magmática sob esta região. Esse episódio deixou camadas espessas de cinzas quentes que, mais tarde, arrefeceram e se transformaram em rocha vulcânica dura no fundo da caldeira.

Depois, a cratera acolheu um lago de longa duração que acumulou cinzas vulcânicas e lama. Esses sedimentos deram origem a argilitos lacustres - formados em ambiente de lago - que hoje aprisionam grande parte da argila rica em lítio.

Magma quente transforma-se em argila de lítio

Em profundidade, abaixo da bacia, o magma continuou a libertar fluidos hidrotermais - água quente rica em minerais dissolvidos - que circularam no subsolo muito depois da erupção principal.

Esses fluidos lixiviaram lítio e outros elementos do vidro vulcânico e transportaram-nos para cima, para os sedimentos húmidos do antigo lago.

Com a evolução dessa química, a lama do lago converteu-se primeiro em esmectite, uma argila rica em magnésio capaz de absorver lítio nas suas camadas.

Mais tarde, fluidos mais quentes alteraram parte dessa esmectite para outra argila, a ilite, que retém muito mais lítio.

Na zona rica em lítio de Thacker Pass, a ilite - uma argila rica em potássio que segura o lítio de forma eficaz - forma uma faixa com cerca de 30 m de espessura.

As análises indicam que esta argila pode conter aproximadamente 1.3 a 2.4 percent de lítio em peso, cerca do dobro do que é habitual em depósitos típicos de argilitos.

Uma peça recente salientou que a camada de ilite de alto teor está próxima da superfície, o que torna viável a mineração a céu aberto em grande escala.

O mesmo texto referiu ainda que investigadores reportaram concentrações de lítio a atingir cerca de 1 percent em peso, segundo Thomas R. Benson, geólogo na Lithium Americas Corporation.

Porque este depósito de lítio importa

Hoje, o lítio é sobretudo conhecido por ser o elemento central da bateria de iões de lítio, uma bateria recarregável que move iões de lítio entre dois eléctrodos.

Estas baterias alimentam telemóveis, computadores portáteis, carros eléctricos e sistemas de armazenamento que ajudam a equilibrar energia eólica e solar na rede.

O mesmo grupo de investigação observa que a procura global de lítio poderá atingir um milhão de toneladas por ano até 2040, oito vezes a produção de 2022.

É por isso que um depósito tão concentrado numa única bacia atrai tanta atenção de governos e empresas que estão a planear transições energéticas de longo prazo.

Depósitos em lagos vulcânicos como este tendem a ser rasos e extensos, o que reduz a razão de decapagem - a quantidade de estéril por tonelada de minério.

Em comparação com minas mais profundas em rocha dura, isso significa muitas vezes menos rocha a detonar e menor consumo de energia por tonelada de lítio.

Como as argilas mais ricas se encontram perto da superfície em Thacker Pass, as operações podem visar directamente as camadas com maior densidade de lítio.

A combinação de tonelagem enorme, teores elevados e geometria relativamente simples torna este depósito pouco comum entre os recursos conhecidos de lítio alojado em argilas.

Questões ambientais na argila

Um depósito desta dimensão também levanta questões difíceis sobre água, vida selvagem e o significado cultural desta paisagem.

Tribos locais e comunidades de criadores de gado expressaram preocupações sobre a forma como uma mina de grande dimensão poderá alterar nascentes, zonas de pastoreio e locais sagrados.

Os defensores sublinham que um depósito de argila pouco profundo pode perturbar menos terreno do que várias minas menores dispersas por regiões distantes.

Os críticos contrapõem que, mesmo sendo uma única grande escavação, pode alterar as águas subterrâneas, gerar poeiras e fragmentar habitats se não for gerida com extremo cuidado.

O processamento de lítio em depósitos alojados em argilas é tecnicamente exigente, porque o metal está preso dentro de minerais e não em salmouras.

Os engenheiros têm de moer a argila, aplicar lixiviação, realizar lavagens químicas com soluções cuidadosamente escolhidas e, depois, recuperar o lítio limitando o uso de água e a produção de resíduos.

O que os geólogos procuram a seguir

Os geólogos que estudam McDermitt vêem agora uma espécie de “receita” para depósitos vulcânicos ricos em lítio, que combina química do magma, forma da bacia e calor persistente ao longo do tempo.

Os magmas desta região eram peralcalinos - uma composição ígnea invulgarmente rica em sódio e potássio - elementos que tendem a reter lítio durante o arrefecimento.

Mais tarde, o magma voltou a ascender sob a caldeira numa fase chamada ressurgência, um levantamento renovado impulsionado por novo magma a empurrar para cima.

Esse movimento fracturou as rochas sobrejacentes, abriu caminhos para fluidos quentes e concentrou a formação de ilite rica em lítio ao longo do bordo sul da bacia.

Com base neste modelo, equipas de prospecção analisam bacias vulcânicas à procura de química semelhante, leitos lacustres preservados e sinais de circulação passada de fluidos quentes.

Apenas alguns locais no mundo parecem reunir o mesmo conjunto de características de McDermitt: grande dimensão, bacia fechada e actividade magmática duradoura.

Lições deste depósito de lítio

O depósito de lítio da caldeira de McDermitt é enorme, superficial e quimicamente fora do comum, atributos que o distinguem da maioria das outras fontes conhecidas. Ao mesmo tempo, integra-se numa paisagem habitada, onde pessoas, fauna e água já têm prioridades e direitos.

As decisões tomadas nos próximos anos determinarão se este lítio permanece maioritariamente preso na argila ou se passa para baterias e redes de energia.

De uma forma ou de outra, McDermitt já alterou a maneira como os cientistas pensam sobre os locais onde minerais críticos podem estar escondidos em antigos sistemas vulcânicos.

Para quem reflecte sobre clima e tecnologia, esta história torna clara a ligação entre eventos geológicos distantes e as baterias usadas no dia-a-dia.

Compreender como os minerais se formam na crosta terrestre passa a estar directamente ligado a perguntas sobre carros, telemóveis e redes eléctricas.