Il Segreto del Litio nel Lago Qarhan: Una Storia Scritta dal Clima Millenario

Ciao a tutti! Oggi voglio portarvi con me in un viaggio affascinante nel cuore dell’altopiano del Qinghai-Tibet, in Cina, per scoprire i segreti di un luogo davvero speciale: il Lago Salato di Qarhan. Non è un lago come gli altri, sapete? È il più grande deposito cinese di potassio e, soprattutto, di litio sotto forma di salamoia. Pensate, un vero tesoro liquido fondamentale per le nostre batterie!

Ma come si è formato tutto questo litio? Quando? E cosa c’entra il clima in tutto questo? Fino a poco tempo fa, c’erano un sacco di domande senza risposta e diverse teorie contrastanti. Ecco perché abbiamo deciso di andare a fondo, letteralmente!

Un Tuffo nel Passato Geologico

Immaginatevi questo lago enorme, il Qarhan (QSL), incastonato nel Bacino del Qaidam (QB), una vasta depressione circondata da montagne imponenti. È uno dei posti più aridi dell’Asia Centrale: piove pochissimo (circa 55 mm all’anno) e l’evaporazione è pazzesca (oltre 3000 mm!). Questa aridità estrema ha trasformato i laghi in immense distese di sale.

Noi ci siamo concentrati su una sezione specifica del lago, chiamata Bieletan (BLT), particolarmente ricca di litio. Qui le riserve di cloruro di litio (LiCl) ammontano a circa 12 milioni di tonnellate! Per capire la sua storia, abbiamo prelevato dei campioni di roccia salina (halite, il comune salgemma) da un carotaggio, chiamato ZK6-7, scendendo fino a quasi 47 metri di profondità.

Il nostro obiettivo? Datare questi strati di sale e analizzare delle minuscole “capsule del tempo” intrappolate al loro interno: le inclusioni fluide. Si tratta di microscopiche goccioline della salamoia originale, quella presente al momento della formazione del cristallo di sale, rimaste sigillate lì dentro per millenni.

Datazione e Temperature Preistoriche

Per dare un’età a questi strati di sale, abbiamo usato una tecnica sofisticata chiamata datazione con il metodo del disequilibrio Uranio-Torio (specificamente 230Th). È un po’ come usare un orologio radioattivo naturale presente nelle rocce. I risultati sono stati sorprendenti: i depositi di sale che abbiamo analizzato si sono formati in un arco di tempo lunghissimo, tra circa 237.790 e 30.290 anni fa! Parliamo di un periodo che copre diverse ere glaciali e interglaciali.

Ma non ci siamo fermati qui. Abbiamo “interrogato” le inclusioni fluide. Scaldandole delicatamente sotto un microscopio speciale, abbiamo misurato la loro temperatura di omogeneizzazione massima (Th, max). Questa temperatura ci dà un’indicazione preziosa della temperatura della salamoia (e indirettamente dell’aria) nel momento in cui il sale si è cristallizzato. Abbiamo scoperto che queste temperature variavano parecchio, tra 23,9°C e 41,7°C, riflettendo le grandi fluttuazioni climatiche che hanno interessato l’altopiano tibetano in quel lontano passato. Era come avere un termometro preistorico!

La Danza Millenaria tra Clima e Litio

E qui arriva il bello. Analizzando la composizione chimica di quelle minuscole goccioline intrappolate (usando una tecnica chiamata LA-ICP-MS, che permette di analizzare quantità infinitesimali di materia), abbiamo misurato le concentrazioni di vari elementi, tra cui ovviamente il nostro protagonista: il litio. Ma anche potassio, magnesio, boro e bromo.

Cosa abbiamo scoperto? Una cosa fondamentale: le concentrazioni di questi elementi, litio in primis, erano inversamente correlate alla temperatura massima di omogeneizzazione. In parole povere: quando faceva più freddo (Th, max più bassa), la salamoia era molto più concentrata e ricca di litio!

Questo ci ha permesso di ricostruire il meccanismo:

• Periodi caldi (interglaciali): Le temperature più alte aumentavano lo scioglimento dei ghiacciai sulle montagne circostanti. I fiumi, come l’Hongshui (noto per trasportare litio, potassio e boro dalle montagne Kunlun), portavano più acqua e più “ingredienti” nel lago. Il lago si espandeva, la salamoia si diluiva leggermente.
• Periodi freddi e secchi (glaciali): Il flusso d’acqua diminuiva drasticamente. L’evaporazione, anche se magari più lenta per il freddo, diventava dominante rispetto all’apporto idrico. Il lago si ritirava, la salamoia diventava incredibilmente concentrata, e gli elementi come il litio si accumulavano in quantità sempre maggiori. In queste fasi si depositava anche più sale (halite), intrappolando la salamoia super-concentrata nelle inclusioni fluide.

Quindi, l’arricchimento di litio nel Bieletan non è stato un evento singolo, ma un processo lento e graduale, durato centinaia di migliaia di anni, scandito dal ritmo dei cicli glaciali e interglaciali. Un vero e proprio respiro climatico che ha concentrato questo prezioso elemento.

Fonti del Litio e Confronti Globali

Da dove arriva tutto questo litio? Principalmente dal fiume Hongshui, che nasce dalle montagne Kunlun e trasporta acque ricche di questi elementi, derivanti probabilmente dall’alterazione di rocce vulcaniche o da sorgenti idrotermali in profondità. Questo fiume alimenta una serie di laghi più piccoli prima di arrivare, tramite infiltrazioni sotterranee e fiumi minori come il Wutumeiren (già ricchissimo di litio), alla sezione Bieletan del Qarhan.

È interessante notare che meccanismi simili, legati alle fluttuazioni climatiche e all’evaporazione intensa durante i periodi freddi e secchi, sono stati osservati anche in altri grandi laghi salati del mondo, come il Salar de Uyuni in Bolivia o il Salar de Atacama in Cile, anch’essi importanti depositi di litio. Sembra proprio che il clima globale, in particolare le variazioni legate all’insolazione solare e ai cicli glaciali, giochi un ruolo chiave nella formazione di queste risorse in diverse parti del pianeta.

Implicazioni della Scoperta

Capire che l’arricchimento di litio è un processo così lungo e legato a specifici cicli climatici è fondamentale. Non solo ci aiuta a comprendere meglio la storia geologica e climatica di una regione importantissima come l’altopiano tibetano, ma fornisce anche indicazioni preziose per la ricerca e lo sfruttamento sostenibile di questa risorsa, sempre più cruciale per la transizione energetica.

Il Lago Salato di Qarhan, quindi, non è solo una distesa abbagliante di sale, ma un archivio incredibile che racconta una storia millenaria di montagne, fiumi, clima che cambia e della lenta, paziente concentrazione di un elemento che oggi muove il nostro mondo tecnologico. Un tesoro formatosi goccia dopo goccia, ciclo dopo ciclo, nel cuore dell’Asia.

Fonte: Springer