אין ספק שבשנים הקרובות אנו זקוקים להרבה ליתיום. השוק ההולך וגדל של מכוניות חשמליות, בתוספת אחסון אנרגיה ביתי חדש וחוות סוללות רחבות היקף, והיעדר הנוכחי בטכנולוגיה טובה יותר לאחסון מאשר סוללות ליתיום-יון, מציב את עתיד אחסון האנרגיה בידי רק כמה מקומות סביב העולם בו מיוצרת המתכת האלקלית.
מוקדם יותר בעשור זה, החוקרים מאוניברסיטת מישיגן הציגו את הגידול בביקוש ליתיום עד שנת 2100. זה הרבה - ככל הנראה איפשהו בין 12 מיליון ל 20 מיליון טון מטרי - אבל אותם מדענים, כמו גם אחרים, ב USGS ובמקומות אחרים העריכו כי הפיקדונות העולמיים עולים היטב על המספרים הללו. הבעיה היא לא נוכחות של ליתיום בכדור הארץ, אלא היכולת להגיע אליו. רוב מה שאנחנו משתמשים בו כיום מגיע ממקורות מעטים בלבד, בעיקר בצ'ילה ובאוסטרליה, המייצרים 75 אחוז מהליתיום שהעולם משתמש בו, וגם על ידי ארגנטינה וסין, על פי מחקר של USGS משנת 2016.
גיאולוגים של סטנפורד חיפשו לפתור את הבעיה ולחפש אחר מקורות מתכת חדשים. הם ידעו שמקורו בסלע וולקני, ולכן הם הלכו אל הרי הגעש הגדולים ביותר שהם יכלו למצוא: Supervolcanoes, אשר מופיעים לא כהר עם חור בו, אלא קלדרה גדולה ורחבה, בצורת קלחת, בה התפרצות בקנה מידה גדול. קרה לפני מיליוני שנים. שם הם ראו ריכוזים גבוהים של ליתיום הכלולים בסוג של טיט וולקני הנקרא הקטוריט. גיאולוגים כבר ידעו באופן כללי כי ליתיום מקורו בסלעים געשיים, אך הצוות מסטנפורד הצליח למדוד אותו במקומות ובכמויות לא צפויות, ופתח בפני מגוון רחב יותר של אתרים פוטנציאליים.
"מסתבר שאתה לא באמת צריך ריכוזים סופר גבוהים של ליתיום במאגמה, " אומר גייל מהוד, פרופסור לגיאולוגיה בסטנפורד וסופר המחקר, בטבע תקשורת, על התגלית. "להרבה מהרי הגעש שהתפרצו במערב ארה"ב היה מספיק ליתיום כדי לייצר מרבץ כלכלי, כל עוד ההתפרצות גדולה מספיק ... וכל עוד [זה] יצר מצב שאתה יכול לרכז את הליתיום שהודח החוצה של הסלעים. "
ליתיום ממוקש מהסלעים הלבנים הללו, שהם משקעים של אגם קלדרה. (טום בנסון) נכון לעכשיו, מרבית הליתיום בו אנו משתמשים מקורם של מי מלח ליתיום - מי תהום מלוחים עמוסי ליתיום. סלעים וולקניים מוותרים על הליתיום שלהם כשמים גשם או מים הידרותרמיים חמים מוציאים אותם מתוכם. הוא פועל בירידה לאגנים גדולים וגיאולוגיים שבהם קרום כדור הארץ נמתח ומתמתקע. כאשר זה קורה באזורים צחיחים במיוחד, המים מתאדים מהר יותר ממה שהם יכולים להצטבר, ומקבלים ריכוזים צפופים וצפופים של ליתיום. זו הסיבה שמרבצי הליתיום הטובים ביותר עד כה היו במקומות כמו עמק קלייטון, נבדה ומדבר אטקמה של צ'ילה. הוא מתגבש במי מלח נוזליים מתחת לפני השטח המדברי היבש, הנשאבים מהאדמה, מתעבים עוד יותר בבריכות אידוי, ומופקים מהמלחת במפעלים כימיים.
ליאן מונק, גיאולוג מאוניברסיטת אלסקה, פועל במשך שנים לפיתוח "מתכון גיאולוגי" של התנאים שבהם נוצרים מי מלח ליתיום, והצוות שלה היה הראשון שתיאר את מודל ההפקדה של עפרות - הפעולה הוולקנית, המבנה הטקטוני, האקלים הצחיח וכד '. עבודתה, שלעתים קרובות מתיישרת אותה עם ה- USGS, התמקדה במי מלח.
אבל מי מלח הם רק אחת הדרכים בהן נמצא ליתיום. ידוע שאפשר למצוא את המתכת בסלע מוצק הנקרא פגמיטיט ובהקטוריט. ההקטוריט אינו חימר כמו שהיית עושה בו כדי להכין סיר, אלא חומר מיובש, שכבתי, אפר לבן, שנוצר כתוצאה מפעולה הידרותרמית לאחר התפרצות הר הגעש. החימר סופג ומצמיד ליתיום שנדף מתוך הסלע הוולקני. מכיוון שהרי הגעש האלה ישנים - הבולט שבהם, אולי, הוא שדה הגעש מקדרמיט בן 16 מיליון שנה ב קינגס ואלי, נבדה - הארץ עברה, והחימר נמצא לעתים קרובות לא באגן אלא חשוף, למעלה רכסי הרים מדבריים גבוהים.
"[מחמוד וצוותה] זיהו כיצד ליתיום מוחזק בסלעים הוולקניים הגבוהים האלה של סיליקה", אומר מונק. "זה עוזר לקדם את הבנתנו היכן מתרחש ליתיום, בתוך כדור הארץ. אם איננו מבינים זאת לחלוטין, אנו מתקשים לדעת כמה ליתיום יש לנו, וכמה ליתיום אנו יכולים למעשה לחלץ. הם עזרו לקדם את ההבנה היכן קיים ליתיום בקרום. "
מיקומים אחרים שזוהו על ידי הקבוצה של מהוד כוללים את סונורה, מקסיקו, קלדרה ילוסטון ופנטלריה, אי בים התיכון. כל אחד מהם הראה ריכוזי ליתיום משתנים, שהחוקרים הצליחו לתאם לריכוז האלמנטים היותר שניתן לזהות אותם רובידיום וזירקוניום, כלומר בעתיד, אלה יכולים לשמש אינדיקטורים בחיפוש אחר ליתיום נוסף.
אבל יש בזה יותר מאשר לחפש אתרי פיקולולנו עשירים בליתיום. "הנושא כרגע הוא שבאמת אין טכנולוגיה קיימת בקנה מידה גדול מספיק בכדי לכרות את הליתיום מתוך החימר החסכוני", אומר מונק. "זה יכול להיות משהו שקורה בעתיד."
מהוד מכיר בכך. "עד כמה שידוע לי, אנשים לא ביצעו תהליך בקנה מידה מסחרי להוצאת ליתיום מהקטוריט", היא אומרת. "האירוניה של כל זה היא שההקטוריט ממוקש ברגע זה, אבל זה לא ממש ממוקש ליתיום. מה שהם מכורים זאת עבורו הוא ההקטוריט כחרס, ולחרסות ההקטוריט יש תכונות חריגות בכך שהם יציבים לטמפרטורות גבוהות מאוד. אז מה שממכר את הפיקדון בעמק קינג'ס הוא לייצר בוץ קידוחים מיוחד המשמש בתעשיית הגז הטבעי והנפט. "
אך מיצוי ליתיום ממי מלח הוא גם יקר, במיוחד בכמות המים המתוקים שהוא זקוק להם, במקומות שבהם מים מועטים. כנראה שיש הרבה ליתיום להסתובב, אומר מחוד, אבל אתה לא רוצה שהכל יגיע ממקור אחד. "אתה רוצה שזה יבוא ממקומות מגוונים מבחינת מדינות וחברות כאחד", היא אומרת, "כך שלעולם לא תחזיק אותך בבני ערובה לנוהלי התמחור של מדינה אחת."
