وجد باحثون أن مناجم المعادن الأمريكية تحتوي على كميات كبيرة من المعادن الحيوية التي يتم إهدارها إلى حد كبير، وفقًا لدراسة نُشرت اليوم في مجلة "ساينس". وتشير الدراسة، التي قادتها إليزابيث هولي، إلى أن استعادة حتى جزء صغير من هذه المنتجات الثانوية يمكن أن يقلل بشكل كبير من اعتماد الولايات المتحدة على الواردات للمواد الحيوية لتقنيات الطاقة النظيفة والتصنيع المتقدم.

تشير الأبحاث إلى أنه في حالات عديدة، يمكن أن تتجاوز القيمة الاقتصادية لهذه المعادن المستردة قيمة المنتجات الأولية للمناجم. وهذا يمثل طريقة واضحة محتملة لزيادة العرض المحلي دون الآثار البيئية والاجتماعية المرتبطة بافتتاح مناجم جديدة. وقيمت الدراسة عمليات التعدين في جميع أنحاء الولايات المتحدة، بما في ذلك منجم كليماكس في كولورادو، الذي ينتج سنويًا ما يقرب من 30 مليون رطل من الموليبدينوم.

تسلط النتائج الضوء على وجود فجوة بين الإمداد المحلي المحتمل من المعادن الحيوية وممارسات التعدين الحالية. تركز العديد من المناجم فقط على استخراج المعدن المستهدف الأساسي، وتتجاهل العناصر القيمة الأخرى باعتبارها نفايات. غالبًا ما ينتهي المطاف بهذه المواد المهملة في برك المخلفات أو أكوام الصخور النفايات، مما يمثل فرصة اقتصادية ضائعة وخطرًا بيئيًا محتملاً.

وقالت هولي، المؤلفة الرئيسية للدراسة والباحثة في الجمعية الأمريكية لتقدم العلوم (AAAS): "نحن في الأساس نجلس على منجم ذهب، أو بالأحرى، منجم معادن حيوية، ولا ندرك ذلك حتى". "من خلال تطبيق تقنيات معالجة المعادن المتقدمة، يمكننا إطلاق العنان لهذه الموارد وتعزيز سلسلة التوريد المحلية لدينا بشكل كبير."

إن مفهوم استعادة المعادن الحيوية من نفايات المناجم ليس جديدًا تمامًا، لكن حجم التأثير المحتمل الذي كشفت عنه هذه الدراسة كبير. تلعب التطورات في الذكاء الاصطناعي (AI) دورًا حاسمًا في تحديد وقياس هذه الموارد المخفية. يمكن لخوارزميات الذكاء الاصطناعي تحليل مجموعات البيانات الضخمة من المسوحات الجيولوجية والتحليلات الجيوكيميائية وسجلات إنتاج التعدين لتحديد مواقع وتركيزات المعادن الحيوية داخل نفايات المناجم. يمكن لهذه الخوارزميات أيضًا تحسين عمليات الاستخراج، وتقليل التأثير البيئي وزيادة الكفاءة الاقتصادية.

أحد الأساليب الواعدة التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي يتضمن استخدام التعلم الآلي للتنبؤ بتركيب مخلفات المناجم بناءً على البيانات المتاحة بسهولة. يتيح ذلك لشركات التعدين استهداف مناطق معينة لاستعادة المعادن، مما يقلل الحاجة إلى أخذ عينات مكلفة ومكثفة. علاوة على ذلك، يمكن استخدام الذكاء الاصطناعي للتحكم في العمليات الكيميائية المستخدمة في استخلاص المعادن وتحسينها، مما يضمن أن تكون عملية الاستعادة فعالة وسليمة بيئيًا.

تتجاوز الآثار المترتبة على هذا البحث الاقتصاد. يعد تقليل الاعتماد على المصادر الأجنبية للمعادن الحيوية أمرًا بالغ الأهمية للأمن القومي والاستقرار الاقتصادي. يتم الحصول على العديد من هذه المعادن حاليًا من دول لديها توترات جيوسياسية مع الولايات المتحدة، مما يخلق نقاط ضعف في سلسلة التوريد. من خلال تطوير مصادر محلية، يمكن للولايات المتحدة تقليل اعتمادها على هؤلاء الموردين الذين يحتمل أن يكونوا غير موثوقين.

تثير الدراسة أيضًا أسئلة مهمة حول المسؤولية البيئية. يمكن أن تساعد استعادة المعادن الحيوية من نفايات المناجم في معالجة الأضرار البيئية القائمة. غالبًا ما تحتوي مخلفات المناجم على مواد ضارة يمكن أن تتسرب إلى البيئة المحيطة، وتلوث مصادر المياه وتضر بالنظم البيئية. من خلال إزالة هذه المواد، يمكن تقليل التأثير البيئي للتعدين بشكل كبير.

تتضمن الخطوات التالية إجراء المزيد من الأبحاث لتحسين التقنيات التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي لاستعادة المعادن وتطوير سياسات تحفز شركات التعدين على تبني هذه الممارسات. تحتاج الوكالات الحكومية والمؤسسات البحثية وصناعة التعدين إلى التعاون لإنشاء نهج مستدام ومسؤول لاستخراج المعادن الحيوية. يقترح مؤلفو الدراسة أن الحوافز الحكومية، مثل الإعفاءات الضريبية أو المنح، يمكن أن تشجع شركات التعدين على الاستثمار في البنية التحتية والتكنولوجيا اللازمة. كما يؤكدون على أهمية تطوير أطر تنظيمية واضحة لضمان إجراء استعادة المعادن بطريقة مسؤولة بيئيًا.