دانشمندان در بررسی نمونه‌هایی از سنگ‌های اعماق اقیانوس آرام با پدیده‌ای غیرمنتظره روبه‌رو شدند: دو نمونه سنگ معدنی پس از خارج‌شدن از محیط طبیعی و هنگام آماده‌سازی در آزمایشگاه، به‌طور خودبه‌خود داغ شدند و آتش گرفتند. این اتفاق اکنون توجه پژوهشگران را به خطرات احتمالی استخراج فلزات از کف اقیانوس جلب کرده است.
این نمونه‌ها در سال ۲۰۲۲ از منطقه اسکابانا تراف (Escanaba Trough)، در امتداد رشته‌کوه میان‌اقیانوسی گوردا در نزدیکی سواحل کالیفرنیا و اورگن آمریکا، جمع‌آوری شدند. پژوهشگران در مجموع ۵۷ نمونه سنگ از این منطقه برداشتند؛ منطقه‌ای گرمابی که در آن سیالات داغ از پوسته زمین خارج می‌شوند و با آب سرد دریا برخورد می‌کنند. این فرایند به تشکیل ذخایر معدنی غنی از فلزاتی مانند مس، روی و آهن منجر می‌شود.
بیشتر بخوانید: گنج پنهان در زباله‌های معدن طلا؛ آمریکا به‌دنبال استخراج فلز حیاتی رادارها و جنگنده‌ها
اتفاق غیرمنتظره هنگام آماده‌سازی نمونه‌ها رخ داد. پژوهشگران در جریان فرایند خشک‌کردن انجمادی و خردکردن سنگ‌ها متوجه شدند دو نمونه بدون تماس با شعله خارجی دچار احتراق شدند. دمای نمونه‌ها از ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد فراتر رفت و واکنش به‌گونه‌ای پیش رفت که مواد اولیه تقریباً به‌طور کامل اکسید شدند. این رفتار در همه نمونه‌های جمع‌آوری‌شده مشاهده نشد.
بررسی‌های معدنی نشان داد سنگ‌های آتش‌گرفته حاوی مقدار زیادی مارکازیت نانوبلوری بودند؛ نوعی سولفید آهن که در این نمونه‌ها جایگزین ساختار معدنی قدیمی‌تری به نام پیروتیت شده بود. ساختار بسیار ریز بلورها و ناپایداری این ترکیب می‌تواند واکنش آن با اکسیژن را تسهیل کند. اکسیدشدن سولفیدهای فلزی گرما آزاد می‌کند و اگر گرما سریع‌تر از محیط اطراف تولید شود، دمای ماده بالا می‌رود و احتمال ادامه واکنش افزایش پیدا می‌کند.
اهمیت این کشف به برنامه‌های استخراج مواد معدنی از بستر دریا مربوط می‌شود. ذخایر سولفیدی اعماق اقیانوس می‌توانند حاوی فلزات ارزشمند برای صنایع مختلف باشند، اما خارج‌کردن آن‌ها از محیط سرد، پرفشار و کم‌اکسیژن دریا، شرایط شیمیایی متفاوتی ایجاد می‌کند. تماس با هوا، تغییر دما و رطوبت و همچنین خردکردن سنگ‌ها ممکن است واکنش‌هایی را فعال کند که در بستر دریا به همان شکل رخ نمی‌دهند.
پژوهشگران هشدار می‌دهند که اگر استخراج صنعتی این ذخایر در آینده گسترش پیدا کند، احتمال خودگرمایی و احتراق برخی سنگ‌ها باید در طراحی تجهیزات، شیوه حمل‌ونقل و فرایند فرآوری در نظر گرفته شود. داغ‌شدن یا آتش‌گرفتن مواد معدنی در کشتی‌های استخراج و حمل‌ونقل می‌تواند خطر ایمنی ایجاد کند؛ هرچند هنوز به بررسی‌های بیشتر برای تعیین میزان واقعی این خطر در عملیات صنعتی نیاز است.
با وجود اهمیت این یافته، نباید نتیجه گرفت که همه سنگ‌های اعماق دریا آتش می‌گیرند یا این سنگ‌ها در زیر آب به‌طور طبیعی شعله‌ور می‌شوند. پژوهش موردبحث تنها احتراق دو نمونه مشخص را در شرایط آزمایشگاهی ثبت کرده است. محققان اکنون بر ضرورت بررسی ترکیب معدنی هر ذخیره و طراحی روش‌های ایمن برای استخراج احتمالی آن‌ها تأکید دارند.
