Nel 2022 il veicolo sottomarino a controllo remoto ROV Jason cala il suo braccio robotico sul fondo della fossa di Escanaba, al largo della costa tra Oregon e California, e raccoglie 57 campioni di minerale idrotermale. La spedizione, coordinata dalla ricercatrice oceanografa Amy Gartman della United States Geological Survey (USGS) in collaborazione con BOEM e NOAA, esplora un’area della zona economica esclusiva americana ricca di depositi di solfuri metallici legati all’attività idrotermale. I problemi nascono una volta riportato il materiale in superficie, lontano dalle pressioni e dalle temperature degli abissi.
Quando i ricercatori nei laboratori dell’USGS congelano, liofilizzano e sminuzzano i minerali per analizzarne la composizione chimica, due campioni reagiscono in modo imprevisto. Prendono fuoco spontaneamente. La reazione chimica genera calore rapidamente, superando i 100 gradi Celsius e ossidando del tutto il materiale di partenza. L’evento trasforma un test di routine su minerali ricchi di rame, zinco e ferro in un allarme di sicurezza industriale.
L’articolo che descrive l’accaduto è stato distribuito in anticipo da Scientific Reports per consentire un accesso rapido ai dati prima del completamento dell’editing formativo. L’esigenza di far circolare subito le informazioni è legata al dibattito sulle estrazioni minerarie sottomarine. L’Autorità Internazionale dei Fondali Marini (ISA) ha già concesso contratti di esplorazione per solfuri massivi su due dorsali oceaniche, la dorsale Medio-Atlantica settentrionale e la dorsale Indiano-Sudoccidentale, anche se le operazioni di scavo industriali non sono ancora iniziate.
Inizialmente gli studiosi ipotizzano che a innescare le fiamme sia la presenza di idrocarburi o residui di petrolio. L’accumulo di sedimenti pesanti negli oceani profondi favorisce la formazione di petrolio idrotermale che rimane intrappolato nei depositi metallici. Gli esami smentiscono questa ipotesi. I due campioni infiammabili non contengono catrame o frazioni petrolifere significative, ma sono costituiti in prevalenza da marcasite nanocristallina, una forma strutturale di solfuro di ferro particolarmente instabile in presenza di ossigeno.
Il passaggio dagli abissi alla superficie altera in modo radicale l’equilibrio del minerale. Sulla terraferma il materiale viene esposto a livelli di ossigeno, pressione, umidità e temperatura del tutto diversi rispetto al fondale. A questi fattori si aggiungono le sollecitazioni meccaniche. I processi di frantumazione, macinazione e rottura dei blocchi rocciosi forniscono l’energia meccanochimica iniziale che avvia l’ossidazione esotermica della marcasite nanocristallina.
Non tutte le rocce sottomarine contenenti marcasite costituiscono un pericolo d’incendio immediato, ma l’episodio evidenzia un rischio d’innesco a bordo delle navi da carico che la letteratura scientifica non aveva mai documentato per questo tipo di giacimenti. La reazione esotermica potrebbe provocare incendi improvvisi all’interno delle stive o durante le prime fasi di lavorazione dei minerali estratti.
Questo comporta una differenza sostanziale rispetto ai giacimenti terrestri di solfuri. Le proprietà fisiche e chimiche della marcasite depositata nei fondali oceanici la rendono molto più reattiva e instabile. I dati raccolti dall’USGS mostrano che le normative di sicurezza per le future navi minerarie dovranno considerare il comportamento termico dei materiali essiccati prima di autorizzare il trasporto su larga scala.
