على الأرجح، ستتم قراءة هذه المقالة على شاشة هاتفك، التي لا يمكن لونها وحدتها إلا بفضل المعادن النادرة الموجودة بداخلها. يوجد داخل كل هاتف ذكي على وجه الأرض 16 من أصل 17 معدنًا أرضيًا نادرًا، يتم استخراج معظمها في الصين
يعتبر عام 2020 وعام 2021 عامين وصلت فيهما سلاسل التوريد العالمية، في مختلف المجالات، وامتدت إلى نهايتها. أزمة كورونا، وأزمة الشرائح الحالية، وحتى أزمة سفن الشحن التي أغلقت قناة السويس مؤخرًا. هذه الأزمات هي أشهرها، لكن هل تعلم أن هناك أزمة حاويات سفينة الشحن؟ وهل تعلم أن هناك أزمة رمل في العالم؟
معظمنا لا يعرف أو على دراية بالطريقة التي يعمل بها العالم وعمليات التعدين وسلاسل التوريد وعمليات إنتاج وتوزيع المنتجات التي نستخدمها. لكن أكثر من 88% منا في إسرائيل لديهم هاتف ذكي، جهاز ذكي، نحن مدمنون عليه تمامًا وهو أداتنا الرئيسية لقراءة الأخبار والمعلومات والتواصل مع العالم وإدارة حياتنا. أظهرت الدراسات التي أجريت قبل أزمة كورونا أننا نفتح الشاشة حوالي 150 مرة في اليوم، ونقوم بالنقر والتمرير والنقر على الشاشة أكثر من 2,600 مرة في اليوم. هذان رقمان منفردان من سلسلة من الإحصائيات التي تظهر إدماننا للجهاز والشاشة.
ولكن ماذا نعرف عن الجهاز الذي يكون في متناول أيدينا طوال اليوم؟
نحن نعيش ونعمل في العصر الرقمي حيث تأتي إلينا معظم معلوماتنا واتصالاتنا وعلاقاتنا ويتم نقلها إلينا عبر الشاشات. كما أن معظمنا يقبل الواقع كما هو، وهو أمر مفروغ منه عندما تعمل جميع التقنيات المتقدمة، ولكن دون معرفة كيف ولماذا تعمل. على الأرجح، ستتم قراءة هذه المقالة على شاشة هاتفك، التي لا يمكن لونها وحدتها إلا بفضل المعادن النادرة الموجودة بداخلها.
الصهارة التي تخرج المواد النادرة من الأعماق إلى السطح
ربما رأينا جميعا ثوران البراكين في الكتب أو في الأخبار، وحتى هنا في إسرائيل هناك، من بين أمور أخرى، براكين خامدة في مرتفعات الجولان. تنشأ البراكين نتيجة للنشاط الجيولوجي وحركة صفائح الأرض، حيث تنضغط الصهارة لأسباب مختلفة وترتفع إلى أعلى حتى تخترق القشرة الأرضية وتثور من البراكين. وترتفع تلك الانفجارات من الصهارة من أعماق تبلغ حوالي عشرة كيلومترات تحت السطح، ومع ارتفاعها تجلب معها معادن وعناصر متنوعة.
ومن بين تلك العناصر تظهر أيضًا المعادن النادرة المعروفة باللغة الإنجليزية بالمعادن الأرضية النادرة. ورغم أنها زيت إلا أنها ليست نادرة ومصدر النفط هو صعوبة استخراجها وأنها لا تظهر بشكلها العنصري الطبيعي بل على شكل أكاسيد (مركبات مع الأكسجين). يوجد إجمالي 17 معدنًا نادرًا في الجدول الدوري وتسمى أيضًا بالعناصر النادرة. إذا أردت العثور عليها بسهولة، يظهر 15 منها في الجدول المستطيل الموجود أسفل الجدول الدوري.
نواجه كل يوم جميع أنواع المعادن بما في ذلك الحديد والذهب والفضة والبلاتين والنحاس. نحن نعرف أسمائهم جيدًا، وربما نعرف أيضًا شكلها وحتى قيمتها. تحمل المعادن النادرة أسماء غريبة ويصعب نطقها، بما في ذلك الإيتريوم والإيتربيوم والنيوديميوم والديسفورسيوم والأوروبيوم. أعتقد أنك تتساءل عن سبب أهمية معرفة أسمائهم، وما مدى ارتباط المعادن النادرة من أعماق الأرض بالعصر الرقمي؟
الإجابة المختصرة هي أنه بدون هذه المعادن، لم يكن من الممكن ظهور العصر الرقمي اليوم وثورة الإلكترونيات التي بدأت في الخمسينيات.
تتمتع المعادن أو العناصر بخصائص فلورية ومغناطيسية وموصلة فريدة تجعلها مهمة للتكنولوجيات الأكثر تقدمًا في عالمنا خلال السبعين عامًا القادمة.
لن يكون لدينا تلفزيون ملون بدون اليوروبيوم الذي خلق اللون الأحمر على سبيل المثال، ولن يكون لدينا هواتف ذكية أو أجهزة لوحية أو أجهزة كمبيوتر محمولة بدون المعادن النادرة الأخرى. سمحت ميزاتها الفريدة للعالم التكنولوجي بالمرور بثورة التصغير للإلكترونيات ومنتجات التكنولوجيا.
الهواتف والسيارات والبطاريات لالتقاط الكهرباء من الطاقة المتجددة
يوجد داخل كل هاتف ذكي على وجه الأرض 16 من أصل 17 من المعادن الأرضية النادرة (أحدها مشع وغير قابل للاستخدام بالطبع). خصائصها المغناطيسية الفريدة تجعل من الممكن إنشاء مكبرات صوت صغيرة جدًا داخل الهاتف الذكي، ولكن أيضًا داخل سماعات الرأس لدينا. حتى آلية التركيز التلقائي لكاميرا الهاتف الذكي تعمل بفضل مغناطيس النيوديميوم. أصبحت قدرة الاهتزاز لجهازنا الذكي ممكنة بفضل النيوديميوم والديسبروسيوم.
بالإضافة إلى المعادن النادرة الموجودة في هواتفنا الذكية، يتم استخدام 70 عنصرًا مختلفًا، من أصل 87 عنصرًا ثابتًا في الجدول الدوري بأكمله. أي أن 80% من جميع عناصر الطبيعة موجودة داخل أجهزتنا الذكية، مما يسمح لنا بالاستمتاع بالعالم الرقمي. يتراوح متوسط وزن الهاتف الذكي من حوالي 130 إلى 200 جرام، حسب حجم الشاشة. ومن هذا الوزن لا يوجد سوى حوالي جرام واحد من المعادن النادرة. وبدون وجودها، لكان وزن أجهزتنا اليوم أكبر بعشرات إلى مئات الجرامات، ولن تتناسب مع حجم كفنا.
وفقًا لآخر التقديرات اعتبارًا من مارس 2021، يوجد أكثر من 3.8 مليار هاتف ذكي في العالم، من بين ما يقرب من 4.9 مليار جهاز هاتف محمول موجود ويعمل في العالم. أي أنه بحسب الجرام الواحد في كل جهاز يوجد 3,800 طن من المعادن النادرة في جميع الهواتف الذكية في العالم.
الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية ليست الثورة الوحيدة. نحن على أعتاب ثورتين تكنولوجيتين أخريين تعتمدان بشكل كامل على هذه المعادن النادرة. الأول هو التحول إلى السيارات الهجينة والكهربائية. وفي نهاية عام 2020، وعد إيلون ماسك أنه بحلول عام 2030، ستنتج شركة سيارات تيسلا 20 مليون سيارة سنويًا. وتشكل المعادن النادرة عنصراً حاسماً في هذه المركبات، وللمقارنة، تستخدم كل سيارة تويوتا بريوس ما يقرب من 13 كجم من هذه المعادن. أي أن تسلا وحدها ستحتاج إلى 40% من إجمالي الإنتاج العالمي من المعادن النادرة، والذي يبلغ اليوم حوالي 170,000 ألف طن سنويًا، من أجل تحقيق هذا الهدف الطموح. أما الثورة الثانية فهي التحول إلى الطاقة الخضراء والمتجددة، بالاعتماد على الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، من أجل مكافحة الانحباس الحراري العالمي والتخلص من اعتمادنا على الوقود الملوث. توربينات الرياح هي الإستراتيجية الخضراء للعديد من الدول حول العالم لإنتاج جيجاوات من الكهرباء، بما في ذلك الصين وإنجلترا. في هذه الحالة أيضًا، هناك حاجة إلى كمية كبيرة جدًا من المعادن النادرة، لأنه مقابل كل إنتاج ميجاوات من الكهرباء من توربينات الرياح، هناك حاجة إلى حوالي نصف كيلوغرام من هذا المعدن - والعالم يخطط للعديد من الجيجاوات. والصين التي نشرت استراتيجية وطنية للتحول إلى إنتاج الطاقة المعتمدة على توربينات الرياح، نشرت مؤخرا قيودا على تصدير تلك المعادن النادرة، لأنها ستحتاج إلى كمية أكبر مما تنتجه كل عام. وحتى في مجال الحوسبة الكمومية، فإن للمعادن النادرة دورًا مهمًا، وبالفعل توجد اليوم شركات يعتمد حاسوبها الكمي على استخدام الذرات (الأيونات) المشحونة للمعادن النادرة، وخاصة الإيتربيوم.
واليوم، يتم استخراج المعادن النادرة في ثمانية مناجم حول العالم، ولكن يتم استخراج أكثر من 90٪ منها في الصين. تعتبر سلسلة توريد المعادن النادرة أكثر تعقيدا، لأنه بعد التعدين من الضروري استخراج المعادن وصقلها حتى نتمكن من استخدامها وإنتاج مكونات أخرى منها، مثل المغناطيس. وفي بعض الأحيان، يتم تنفيذ كل خطوة من هذه الخطوات في بلد مختلف. واليوم، يبلغ إجمالي التجارة في هذه المعادن النادرة حوالي ستة مليارات دولار، مما يتيح اقتصاداً عالمياً وتجارة بمبلغ يزيد عن تريليون دولار، وقبل كل شيء تمكين العصر الرقمي.
في المرة القادمة التي تشاهد فيها ثورانًا بركانيًا، ستعرف أنه لا ينتج الصخور التأسيسية للأرض فحسب، بل ينتج أيضًا الأسس التي تمكن الثورات التكنولوجية الحالية والمستقبلية.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
تعليقات 3
ومع ذلك فإن الاستنتاج الواضح من هذا المقال الغامض هو أن الطاقات المتجددة والمركبات الكهربائية هي حلول تكنولوجية سيئة إلى درجة الغباء. تتميز الطاقات الشمسية وطاقة الرياح بكثافة طاقة ضعيفة وبدائية. يتسبب في استخدام رهيب للموارد، ويصادر مساحات شاسعة من الأراضي ويسبب هدرًا لا يستطيع حاليًا سوى عامل ميتافيزيقي فهم كيفية التعامل معه في المستقبل. ومن ناحية أخرى، تتبرع شركات الغاز العملاقة في كاليفورنيا للمنظمات البيئية لتعزيز أجندتها الداعية إلى إلغاء عقوبة الإعدام، وعلى طول الطريق، وبمساعدة الحزب الديمقراطي في الأساس، تقوم هذه الشركات بإغلاق المفاعلات النووية. ولمشاهدة هذه الكوميديا المأساوية بشكل مقطر أنصح بمشاهدة مؤتمرات المناخ مرة واحدة في العام.
مثير للاهتمام:
كل ما في الأمر أنه كان من المناسب الحرص على لغة خالية من الأخطاء والأعذار غير الضرورية،
هذا هو الحال، على سبيل المثال، لأنه في العبرية لا يتم تصريف صيغة الجمع
بعد كل شيء، "شلال الإحصائيات" عظيم.
وبالمثل، بدلاً من "التصغير" كان من المناسب والصحيح أن نكتب التصغير،
تقول الفقرة الأخيرة: "في المرة القادمة التي تشاهد فيها ثورانًا بركانيًا، ستعرف أنه لا ينتج فقط الصخور الأساسية للأرض،"
غير صحيح ! الحمم هي منتج منصهر من الصخر ولا "تخلقها".
إنه مكتوب بطريقة ضحلة وغير واضحة للغاية. هناك الكثير من القفزات بين المواضيع المختلفة في المقالة ولم أفهم دائمًا ما الذي يتحدث عنه الكاتب. لقد شعرت بخيبة أمل عندما رأيت مثل هذا المقال على موقع يحظى باحترام كبير، وتوقعت من محرريه أن يقوموا بتصفية المقالات التي يقدمونها للقراء بعناية أكبر.