Japon araştırmacılar çok önemli bir keşfe imza attılar. Bu keşif kimyacıları çok heyecandırdı. Keşif astronomi ve uzay çalışmalarını da ilgilendiriyor. Neden? Nedeni yazıda… Keşif ve bunun ne anlama geldiğini Doç. Dr. Memduh Sami Taner yazdı. İyi okumalar.
Kimya bilim alanındaki en ünlü bilgi düzeni olan periyodik tabloda belirtilmiş adı ile Lantanitler, yada başka bir adlandırma ile f-grubu Nadir Toprak Elementleri (NTE), halk arasında en değerli metal olarak bilinen altın veya platinden çok daha pahalı olan ve doğada çok nadir rastlanan elementlerdir. Nadir toprak elementleri ve özellikle Yttrium( Türkçesi : İtriyum) dünya çapında elektronik ve medikal ve diğer sektörlerde çok talep edilmesi dolayısı ile arz sıkıntısı çekilen kritik metaller arasındadır. Arzı arttırmak üzere bilimsel düzeyi ve teknolojisi gelişmiş ülkelerdeki madencilik sektörü dikkatini derin deniz mineral kaynaklarına ve gök taşlarındaki değerli maden potansiyeline çevirmiştir. Günümüzde NTE içeren madenlerin çok değerli olması dolayısı ile dünyadaki ticari madencilik sektörü uzaydan veya deniz dibinden lantanit grubu elementleri elde etmek üzere çok zor gözüken yöntemleri bile ekonomik açıdan elverişli olarak kabul etme aşamasına gelmiştir. Kişisel düşüncem şudur ki; Elon Musk’ın ünlü Mars projesinin perde arkasında da bu elementleri sağlama amacı vardır. Kısacası gelişmiş ülkelerin deniz dibi veya Güneş sistemindeki göktaşları gibi ekstrem gözüken maden kaynaklarına yönelme eğilimi ve buradan elde edilecek büyük ekonomik gelir ile kendi toplumlarının refahına yatırım yapma açısından ilgi uyandırmaktadır. Örneğin kendisinden hiç beklenmeyen bir ülke, Lüksemburg, uzay madenciliği için şimdiden yasasını çıkarmıştır bile. Buna ek olarak ABD Senatosu, 2015 yılında asteroitlerden çıkarılacak değerli minerallerin mülkiyet hakkının kimde olacağına dair yasal düzenlemeyi tamamlamış ve kabul etmiştir.
Bu konuda bir yazı yazma motivasyonunu ise Japon bilim insanlarının yayınladığı bir makale sağlamıştır. Bu makaleye göre Japon bilim insanları Tokyo’nun 2000 km güneydoğusundaki bir bölgede bulunan küçük bir adanın deniz dibi çamuru içeriğinde dünyanın yüzlerce yıllık ihtiyacını karşılayabilecek düzeyde “nadir toprak elementleri” ( terbium(Tb), yttrium (Y), europium(Eu) ve dysprosium(Dy)) kaynağı bulmuştur. Aslında çalışmaların başlangıcı 2013 yılında Japonya’nın Minamitorishima Adası yakınlarındaki batı Kuzey Pasifik Okyanusu’nda tenörü 5.000 ppm’in üzerinde İtriyum içeren derin deniz çamuru bulunması ile başlamıştır. Son bulgular ise rezerv açısından en umut verici 105 km2’lik yüz ölçüme sahip 22000 ppm içerikli deniz çamuru içerikli bir alanın varlığı şeklindedir. Bu da toplamda 1,2 Milyon ton nadir toprak oksit rezervi bulunmuş olduğu ve Y, Eu, Tb ve Dy için sırasıyla 62, 47, 32 ve 56 yıllık tahmini küresel talebe karşılık gelmektedir. .
Nadir toprak elementleri ve itriyum (Y), benzersiz fiziksel ve kimyasal özellikleri nedeniyle birçok ileri teknoloji için kritik malzemelerdir. Y başta olmak üzere nadir toprak elementleri hibrid araçlar, şarj edilebilir piller, rüzgâr türbinleri, ışık yayan diyotlar, kompakt floresan lambalar, ekran panelleri ve birçok medikal ve askeri teknolojiler dahil olmak üzere geniş bir yelpazede kullanım alanını kapsamaktadır. Özellikle yenilenebilir enerji teknolojileri ve elektronik sektöründeki endüstriyel kullanımı, son yıllarda NTE türü metallere olan talebi artırmıştır. Bu elementler şu anda daha çok Nükleer teknoloji ve Nano teknoloji çalışmalarına çok değerli özellikler kazandırabiliyor, kanımca endüstri 4.0 süreçlerinde de bu nadir toprak elementlerine yoğun talepler olacak, alaşım ve elektronik kompanenetlere kattıkları çok üstün nitelikleri sebebiyle gelecekte robo-mekanik ürünlerde NTE’ler çok işe yarayacaktır.
Uzaydaki duruma bakacak olursak; asteroitler, platin, altın, demir, nikel, nadir toprak metalleri ve su dahil olmak üzere çok değerli ve bolluğu olan kaynaklarlardır. Günümüzde, Dünya’ya yakın bir yörüngede seyahat eden yaklaşık 9.000 bilinen asteroit tespit edilmiş ve her yıl yaklaşık 1000 yenisi keşfedilmektedir. Astrokimya alanında heyecan verici konulardan biri de bu astreoidlerdeki metal bolluğunu ileri spektroskopik tekniklerle ve astroid üzerine sonda yaparak lazer uyarımlı analiz yöntemleri ile tespit etmek ve daha sonra bu kütleyi dünyaya getirecek şekilde izole etmek ve yakalamaktır. Henüz planlama aşamasında olan bu yaklaşıma göre, uzay boşluğundan astreoid toplama işlemi “astreoid capture” yöntemi olarak adlandırılmakta olup aşağıdaki resimde görüldüğü şekilde olacağı açıklanmaktadır.
Astroid adeta paketlenerek Ay yüzeyindeki istasyona veya Dünya yüzeyine yönlendirilecektir.
Sonuç : Japon hükümeti hızla bilim insanları ve sanayi aktörlerini teşvik ederek çok pahalı olan bu elementleri şimdilik deniz dip çamurundan ekstrakte ederek saflaştırıp adeta sıraya giren uluslararası firmalara ve savunma sanayii güçlü devletlere satacaktır, bu ticaret ise madeni bulan ülkenin en doğal hakkı ve çok büyük bir ticari kazanç olacaktır . E öyleyse helal olsun Japonlara, çalışan kazanır, ekmeği kızarır !
Kaynaklar :
https://www.nature.com/articles/s41598-018-23948-5
http://www.astronomysource.com/tag/rare-earth-metals-from-asteroids/
http://www.bbc.com/turkce/ekonomi/2016/02/160204_uzay_madenciligi_luksemburg
https://cen.acs.org/materials/Japanese-researchers-discover-new-supply/96/i17?
Derleme : Doç.Dr.Memduh Sami TANER, Astrokimya yazıları-1., Astronomi Diyarı, 24 Nisan 2018 (Akdeniz Üniversitesi Kimya eğitimi Anabilim Dalı Başkanı, mstaner@akdeniz.edu.tr)
