Pod obrovskými solnými pláněmi v Bolívii a Tibetu se skrývá cosi, co vědce zaskočilo. V nové studii publikované v prestižním magazínu Science Advances totiž vědci zjistili, že solanky – extrémně slané podzemní vody obsahující lithium – mají naprosto jinou chemii, než jakou známe z běžných přírodních vod, včetně mořské. A právě to by mohlo přepsat budoucnost těžby lithia a výrazně ovlivnit, jak se bude nakládat s odpady z těžby.

Ne lithium jako takové, ale bor

Zhruba 40 % světové produkce lithia pochází z extrémně suchých oblastí Jižní Ameriky a Asie. Tamní těžba neprobíhá v hlubokých dolech, ale na povrchu – z podzemních solanek se čerpá slaná voda do vypařovacích jezírek, kde postupně zůstává stále koncentrovanější roztok lithia. Jenže podle vědců z Duke University je tato solanka úplně jiný živočich, než se dosud předpokládalo.

„Zjistili jsme, že pH těchto solanek ovlivňuje téměř výhradně bór – nikoli uhličitany jako v jiných přírodních vodách. Je to jako studovat chemii z jiné planety,“ říká profesor Avner Vengosh, vedoucí výzkumu a odborník na geochemii životního prostředí.

Zdroj: Shutterstock

V klasických přírodních vodách, jako je moře, je hodnota pH (tedy kyselosti nebo zásaditosti) řízena uhličitanovým systémem. V solankách s lithiem je ale všechno jinak – bór, konkrétně kyselina boritá a boritany, tu přebírají kontrolu.

Salar de Uyuni pod mikroskopem

Klíčovou oblastí výzkumu byl Salar de Uyuni v Bolívii – největší známé ložisko lithia na světě. Tamní solanka má téměř neutrální pH v přirozeném stavu, ale po přečerpání do vypařovacích jezírek se její kyselost dramaticky zvyšuje. Počítačové modely ukázaly, že za tuto změnu může právě bór: při odpařování vody se zvyšuje jeho koncentrace, dochází k rozpadu kyseliny borité a vznikají vodíkové ionty, které snižují pH.

„Uhličitanová zásaditost se postupně ztrácí a její místo přebírá bór,“ vysvětluje hlavní autor studie Gordon Williams z laboratoře Vengosh Lab. Postdoktorandka Paz Nativ dodává: „Díky chemickým analýzám a geochemickému modelování jsme byli schopni rozlišit různé molekulární struktury bóru a jejich vliv na celkovou zásaditost.“

Lithium Triangle i Tibet: bór dominuje všude

Aby se zjistilo, zda jde o unikátní jev Salaru de Uyuni, nebo o globální vzorec, výzkumníci analyzovali přes 300 vzorků solanek z Chile, Argentiny, Bolívie i Tibetské plošiny – oblastí známých jako „Lithium Triangle“. Výsledek byl konzistentní: ve většině těchto ložisek pH skutečně určoval bór, nikoli běžné uhličitanové sloučeniny.

„Všude jsme našli silnou korelaci mezi vysokou koncentrací bóru a řízením pH. To potvrzuje, že výsledky z Uyuni nejsou náhodné,“ říká Williams. Výzkum tak jako první prokázal, že bór je hlavním činitelem chemických změn během vypařování lithia v solných pánvích.