Phát hiện nơi chứa lithium đủ để sản xuất 500 tỷ điện thoại di động

Lượng lithium này được cho là đủ để sản xuất khoảng 500 tỷ điện thoại di động, 180 tỷ máy tính xách tay hoặc 130 triệu xe điện.

Dãy núi Appalachians chứa trữ lượng lithium khổng lồ. (Nguồn: Getty Images)

Phát hiện này đang làm dấy lên kỳ vọng rằng Mỹ có thể giảm đáng kể sự phụ thuộc vào nguồn lithium nhập khẩu từ các quốc gia như China, Argentina và Chile. Tuy nhiên, việc khai thác nguồn tài nguyên khổng lồ này cũng đặt ra nhiều câu hỏi về tác động môi trường.

Trữ lượng đủ đáp ứng nhu cầu của Mỹ trong hàng thế kỷ

Theo hai nghiên cứu mới tập trung vào khu vực Appalachian phía Bắc và phía Nam, tổng lượng lithium trong hệ thống núi cổ trải dài từ bang Alabama đến Maine ước tính đạt khoảng 2,5 triệu tấn.

Các nhà khoa học cho rằng nếu mức nhập khẩu lithium của Mỹ vẫn giữ như hiện nay, lượng tài nguyên này có thể thay thế nguồn nhập khẩu trong khoảng 328 năm.

Lithium được tìm thấy chủ yếu trong các loại đá pegmatit, loại đá có cấu trúc hạt rất thô, vốn được xem là một trong những nguồn lithium quan trọng nhất trên thế giới.

Ông Christopher Holm-Denoma, nhà địa chất nghiên cứu của USGS và đồng tác giả nghiên cứu về khu vực Appalachian phía Bắc, cho biết đây là lần đầu tiên cơ quan này thực hiện đánh giá toàn diện về tài nguyên lithium trong khu vực. Theo ông, nghiên cứu là một phần trong chương trình đánh giá quy mô toàn quốc đối với các nguồn lithium trong đá pegmatit, nước muối, lòng hồ khô và các khu vực núi lửa cổ.

Khoáng sản chiến lược của thời đại xe điện

Lithium hiện là nguyên liệu không thể thiếu trong sản xuất pin sạc cho xe điện, điện thoại thông minh, máy tính xách tay và nhiều thiết bị điện tử khác. Ngoài ra, kim loại này còn được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ, công nghiệp quốc phòng, chất bôi trơn công nghiệp và một số loại thuốc điều trị tâm lý.

Nhu cầu lithium tại Mỹ đã tăng mạnh trong những năm gần đây, đặc biệt khi thị trường xe điện phát triển nhanh chóng. Theo Holm-Denoma, dù Mỹ sở hữu một trong những nguồn tài nguyên lithium lớn nhất thế giới nhưng hơn một nửa lượng lithium sử dụng trong nước vẫn phải nhập khẩu. Hiện nay chỉ có một mỏ lithium đang hoạt động tại Clayton Valley thuộc bang Nevada.

Không chỉ nhập khẩu quặng lithium, Mỹ còn phụ thuộc vào các sản phẩm chế biến từ lithium được sản xuất ở nước ngoài, đặc biệt là từ Trung Quốc.

Appalachian phía Bắc và phía Nam đều giàu lithium

Nghiên cứu cho thấy khu vực Appalachian phía Bắc, bao gồm các bang Maine, New Hampshire, Vermont, New York, Massachusetts, Connecticut, Rhode Island, Pennsylvania, New Jersey và Delaware, chứa khoảng 990.000 tấn lithium.

Để đưa ra con số này, các nhà khoa học đã kết hợp dữ liệu địa chất, địa hóa, địa vật lý, lịch sử kiến tạo và hồ sơ khoáng sản của khu vực. Họ cũng sử dụng các mô hình toàn cầu về đá pegmatit giàu lithium nhằm dự đoán quy mô và sự phân bố của các mỏ.

Mặc dù mỗi mạch pegmatit thường chỉ rộng vài chục đến vài trăm mét, nhưng khi cộng lại trên phạm vi toàn vùng, tổng lượng lithium trở nên rất đáng kể.

Tại khu vực phía Bắc, phần lớn trữ lượng tập trung ở Maine và New Hampshire. Một số mỏ, như Plumbago North ở Maine, chứa khoáng vật spodumene với hàm lượng lithium lên tới khoảng 3,5%, được đánh giá là khá cao và có công nghệ khai thác tương đối hoàn thiện.

Trong khi đó, nghiên cứu về Appalachian phía Nam cho thấy khu vực này chứa khoảng 1,57 triệu tấn lithium, nhiều hơn đáng kể so với phía Bắc.

Nguồn tài nguyên chủ yếu tập trung tại Bắc Carolina và Nam Carolina, nơi từng là trung tâm khai thác lithium lớn nhất nước Mỹ từ năm 1942 cho đến những năm 1990.

Theo Holm-Denoma, trước đây các mỏ pegmatit ở vùng Carolina từng cung cấp phần lớn lượng lithium cho nước Mỹ, nhưng hiện nay tất cả đều đã ngừng hoạt động.

Tiềm năng lớn nhưng đánh đổi không nhỏ

Các nhà nghiên cứu cho biết những mạch pegmatit giàu lithium này hình thành từ hơn 250 triệu năm trước, khi dãy núi Appalachian được tạo nên bởi các quá trình kiến tạo địa chất cổ đại.

Tuy nhiên, việc khai thác chúng sẽ không hề đơn giản. Để tiếp cận các mỏ lithium trong đá cứng, các công ty khai khoáng sẽ phải đào những hố khai thác khổng lồ, làm thay đổi đáng kể cảnh quan tự nhiên và ảnh hưởng đến môi trường sống của nhiều loài động vật hoang dã.

Quá trình khai thác cũng tạo ra lượng lớn chất thải, bao gồm đá nghiền và chất lỏng công nghiệp có nguy cơ làm ô nhiễm đất và nguồn nước nếu không được xử lý đúng cách.

Bên cạnh đó, các thiết bị khai thác hạng nặng sử dụng trong mỏ đá cứng tiêu thụ lượng nhiên liệu rất lớn, kéo theo lượng phát thải khí nhà kính đáng kể. Việc tách chiết lithium từ quặng cũng đòi hỏi sử dụng nhiều hóa chất, làm gia tăng thêm các tác động môi trường.